[实用新型]一种数字化钻机

说明书

一种数字化钻机，包括用于给钻杆提供钻进动力的动力头，所述钻机上设置有控制器，所述动力头上设置有可以测量动力头往复运动时前进和后退位移的位移传感器，所述位移传感器的输出端与控制器电联接，所述控制器通过采集动力头上的位移传感器信号从而计算出钻孔深度。本实用新型结构简单，使用方便，能有效杜绝因钻工人为因素造成的施工钻孔深度与设计孔深不符的现象，且不需要额外的监督人员和监控系统，施工效率高，自动化程度高，极大地提高了煤炭企业的经济效益。

技术领域

本实用新型属于煤矿机械领域，具体涉及一种可以测量钻孔深度的数字化钻机。

背景技术

煤矿井下瓦斯治理的常规措施为施工抽采钻孔进行瓦斯抽采，从而降低煤层瓦斯含量。由于需要控制的煤层面积大，意味着需要施工大量的抽采钻孔，因此能否保质保量的施工合格的抽采钻孔成为影响瓦斯抽采效果的重要因素。现有的瓦斯抽采钻孔施工一般由2—3名钻工在钻场内向煤岩层打钻，通过数出钻孔内钻杆的数量再乘以单根钻杆的长度得出所施工钻孔的深度。此种方法严重受限于钻工的自身素质，存在个别钻工通过多数钻杆从而将深度不够的钻孔冒充已施工至设计孔深的“打假钻”现象，为煤矿瓦斯治理留下严重的安全隐患。为杜绝施工假钻现象，现有矿井一般通过在钻场内安装视频监控系统，施工完成后退出钻孔内钻杆，结合地面监控视频，由现场施工人员数出钻杆数量再乘以标准钻杆的长度进而计算出孔深，此种方法需要额外的视频监控系统，人力和监管成本高，不便于管理，自动化能力低，影响施工效率，严重影响煤企经济效益，同时也不符合国家鼓励创建数字化智慧矿山的方针。为此需要发明一种更具智能化的矿山钻机。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种数字化钻机，以解决现有技术中钻孔施工效率低、自动化能力低、施工成本高、不便于管理和影响煤炭企业经济效益的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一种数字化钻机的技术方案是：

一种数字化钻机，包括用于给钻杆提供钻进动力的动力头，所述钻机上设置有控制器，所述动力头上设置有用于测量动力头往复运动时前进和后退位移的位移传感器，所述位移传感器的输出端与控制器电联接，所述控制器通过采集动力头上的位移传感器数据计算出钻孔深度。通过在动力头上安装位移传感器，当动力头驱动钻杆钻进或后退时，位移传感器记录下动力头的给进或后退位移量，与位移传感器电联接的控制器通过采集钻孔施工过程中钻杆每次钻进和后退位移量逻辑计算得出所施工的钻孔深度。

本实用新型的有益效果是：通过在钻机动力头位置设置位移传感器，钻孔施工过程中位移传感器随钻杆一起往复运动，控制器通过采集位移传感器记录的前进和后退位移量，通过逻辑计算即得出钻孔的钻进深度。本实用新型结构简单，使用方便，能有效杜绝因钻工人为因素造成的施工钻孔深度与设计孔深不符的现象，且不需要额外的监督人员和监控系统，施工效率高，自动化程度高，极大地提高了煤炭企业的经济效益。

更进一步的，在所述动力头上设置用于卡紧钻杆的卡盘，所述卡盘上设置有用于判断所述卡盘卡紧或松开状态的卡盘传感器，所述卡盘传感器的输出端与所述控制器电联接。动力头驱动钻杆钻进的过程中需要同时给钻杆提供扭矩和给进力，这要求动力头需要紧紧夹持住钻杆而不能发生相对滑动；而当出现卡钻、抱钻或其他需要改变动力头在钻杆上的夹持位置时，此时动力头卡盘需要松开钻杆从而沿钻杆轴向与钻杆发生相对位移，由于此时动力头卡盘没有夹紧钻杆，钻杆实际上并没有钻进，但动力头依然可能会产生给进或后退位移量，使控制器计算的钻孔深度产生较大误差。由于此时动力头上的位移传感器所记录的给进量是无效位移量，故控制器在计算钻孔深度时可通过判断动力头卡盘的卡紧状态从而将卡盘处于松开状态下的无效位移量数据剔除，最终所求得的才是更为准确的钻孔深度。