[发明专利]一种松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置及其使用方法

权利要求书

1.一种松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置，包括螺旋钻杆、给进装置、机架，机架四周设有液压顶柱；机架上表面中部设有给进装置，包括导轨和给进液压缸；机架侧后方设有液压动力源装置，包括电机泵组、油箱，机架底部为履带行走装置，履带便于在井下转移钻机；所述导轨上方两端分别设有前动力头和后动力头，前动力头包括液压卡盘和液压马达，液压卡盘由液压马达提供动力；后动力头设有第二液压卡盘、减速器，通过减速器为第二液压卡盘传动动力；

其特征在于：还包括测速装置，所述测速装置包括速度传感器；前动力头和后动力头中间固定辅助夹持定位装置；辅助夹持定位装置包括支架、液压缸和两个L型定位块，两个对称设置的L型定位块内部固定液压卡盘，L型定位块端部固定在支架上；第二液压卡盘安装在后动力头前部，后动力头后部设有动力液压柱塞马达；在前动力头、后动力头上分别设有速度传感器。

2.根据权利要求1所述的松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述导轨为两根平行设置，通过螺栓固定在机架上表面的中部，前动力头固定在导轨前部，后动力头安装在导轨后部。

3.根据权利要求1所述的松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置，其特征在于：在前动力头的液压马达下方设有第一速度传感器，在后动力头的第二液压卡盘上方设有第二速度传感器。

4.根据权利要求1所述的松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置，其特征在于：在前动力头的液压卡盘前部设有五星马达。

5.根据权利要求1所述的松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述辅助夹持定位装置的支架通过螺钉固定在导轨侧面，保持L型定位块与导轨相对位置不变；支架两侧分别设有液压缸，用于调节L型定位块的位置。

6.根据权利要求1所述的松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置，其特征在于：所述给进液压缸在后动力头两侧分别设有一个，给进液压缸体尾部与后动力头基座底部固定，两个液压缸活塞杆分别通过连接轴固定在导轨内两侧。

7.一种权利要求1~6任一项所述的松软煤层瓦斯钻机自动装卸钻杆装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)当钻机行进到工作位置时，下放液压顶柱，使下部的底盘压紧地面，并使钻机整体提升2cm，履带离开地面，减少工作时钻机的震动、倾斜对履带的损坏；上部4个顶柱顶紧巷道，8个液压顶柱共同作用，为钻机工作提供固定支撑作用；

(2)钻机整体固定后，L型定位块向中间移动，到达设定位置，使得钻杆能顺利落入两个定位块中间，机械手夹紧从钻杆库运送过来的第一根接续钻杆，前端母接头搭到L型定位块上，两个定位块开始继续向中间移动，抱紧钻杆；

(3)后动力头开始工作，向前移动并使前端的第二液压卡盘夹紧钻杆，此过程夹紧钻杆力主要由L型定位块承担，钻杆库机械手只起辅助定位作用；

(4)自动装卸螺旋钻杆装置初始状态已由人工在井外安装位于前动力头的第一根钻杆，当后动力头夹紧钻杆后，机械手松开钻杆，L型定位块稍微后撤松开钻杆，与钻杆两侧存在2mm间隙，为钻杆提供导向作用；后动力头向前移动使得后一根钻杆母接头贴近前一根钻杆的公接头，此时后动力头的转速要大于前动力头的钻杆转速，产生差速旋紧上一根钻杆后，前动力头中的液压卡盘松开钻杆，L型定位块在此后移，为后动力头前移腾出空间，后动力头向前推动钻杆并保持旋转运动，做钻孔和排出煤渣工作，如此往复实现不停钻自动接续钻杆；

(5)钻进任务完成后，拆卸钻杆：此时状态为后动力头第二液压卡盘夹紧钻杆，前动力头液压卡盘松开钻杆，给进装置带动后动力头夹紧的整套钻杆向后移动，到达设定位置，此时前一根钻杆的后端伸出前动力头3cm；前动力头液压卡盘夹紧钻杆，后动力头反向旋转使最后一根钻杆与前一根分离；机械手夹紧钻杆，后动力头第二液压卡盘松开钻杆，后动力头后移与钻杆分离，机械手运送钻杆回收到钻杆库；后动力头前移夹紧前一根钻杆后部继续上述工作，进行如此往复，完成卸载钻杆工作；

(6)全部钻杆拆卸完毕，8个液压顶柱收起，将履带放回地面，转移钻机到下一个工作位置。