[发明专利]一种矿用钻机钻杆上卸装置及其施工方法

说明书

本发明公开一种矿用钻机钻杆上卸装置及其施工方法，装置包括安装座，安装座上沿长度方向顺序设置有回转器、磁力机构和夹持器，回转器和磁力机构均可沿安装座长度方向移动；夹持器用于在上卸矿用钻机钻杆时夹紧设置在孔口的第一矿用钻机钻杆；回转器用于在上卸矿用钻机钻杆时夹紧待加装的第二矿用钻机钻杆，并带动第二矿用钻机钻杆旋转；磁力机构通过磁力作用使得第一矿用钻机钻杆母接头上的弹簧销插入或脱离第二矿用钻机钻杆公接头上的第一销槽，从而实现第一矿用钻机钻杆与第二矿用钻机钻杆的轴向连接或分离。本发明解决了插接式钻杆上卸时必须有人在现场紧固或拧卸连接销的问题，可满足煤矿井下施工现场少人化、无人化的发展要求。

技术领域

本发明属于煤矿井下钻探技术领域，涉及煤矿井下松软煤层钻探施工，具体涉及矿 用钻机钻杆上卸装置及其施工方法。

背景技术

坑道钻探作为煤矿治理瓦斯、防治水害等灾害及开发煤层气和探查井下隐蔽致灾因 素等工程的重要技术手段，是智慧煤矿的重要组成部分。钻杆是钻探施工必不可少的机具，如何实现施工现场无人加接、拧卸钻杆是坑道钻探减人、无人作业的重要前提。

目前，市场上的钻杆按照接头连接形式可分为螺纹式钻杆和插接式钻杆。其中，螺纹式钻杆的公、母接头设置相互啮合的螺纹，实现正旋拧接和反旋拆卸，操作简单，使 用方便，通过远程操控已实现了施工现场无人化作业，降低工人劳动强度和人身安全风 险。但是，螺纹配合的正旋拧接和反旋拆卸的连接特点决定了在施工复杂地层遇到孔内 事故时，只能通过钻机强力正转和强力起拔进行处理。插接式钻杆是煤矿井下松软煤层 施工的常用钻具，其公、母接头承扭配合采用多棱体插接结构，施钻过程中钻杆可以正 反转，与螺纹连接式钻杆相比，具有极强的孔内事故处理能力。但是，现有技术中所采 用的插接式螺旋钻杆大都采用直销或U型销定位方式，其螺帽均暴露于接头的外壁，在 钻进过程中易与煤、岩粉颗粒摩擦会发生变形、断裂甚至脱落，导致拧卸困难，不仅会 影响生产效率，严重时还存在掉钻风险，致使钻孔报废，增加生产成本，此外，每加接 或拆卸一次钻杆，由于螺栓与螺帽需要强力拧卸一次，两者配合的连接螺纹随着拧卸次 数的增加而不断磨损，使用一段时间后需批量更换，增加材料成本，而且，插接式螺旋 钻杆的拆装均需要人工参与，施工现场必须有人，无法实现远程操控。

螺纹式钻杆和插接式钻杆存在的上述不足，影响了钻探施工现场少人化、无人化的 发展，因此，有必要开发出一种能够实现钻杆无人加接和拆卸，又能够实现钻杆正、反转处理孔内事故的新型矿用钻杆。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出矿用钻机钻杆上卸装置及其施工方法，以克服上述 缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了矿用钻机钻杆上卸装置及其施工方法，以克服上述技术不足。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种矿用钻机钻杆上卸装置，包括安装座，所述安装座上沿长度方向顺序设置有回 转器、磁力机构和夹持器，所述回转器和磁力机构均可沿安装座长度方向移动；

所述夹持器用于在上卸矿用钻机钻杆时夹紧设置在孔口的第一矿用钻机钻杆；

所述回转器用于在上卸矿用钻机钻杆时夹紧待加装的第二矿用钻机钻杆，并带动第 二矿用钻机钻杆旋转；

所述磁力机构通过磁力作用使得第一矿用钻机钻杆母接头上的弹簧销插入或脱离 第二矿用钻机钻杆公接头上的第一销槽，从而实现第一矿用钻机钻杆与第二矿用钻机钻 杆的轴向连接或分离。

本发明还具有以下技术特征：

具体的，所述磁力机构包括竖直设置在所述安装座上的支架和设置在所述支架上部 的强磁环，还包括设置在所述安装座上的强磁环位移传感器。