[实用新型]一种煤矿井下定向钻机用动力头主轴制动配套液压系统

说明书

本实用新型涉及一种煤矿井下定向钻机用动力头主轴制动配套液压系统，包括液压泵和油箱，与所述的液压泵连接设置有动力液压系统和制动液压系统；动力液压系统至少设置钻机液压马达，制动液压系统包括制动储能油路和换向辅助油路，所述的制动储能油路维持钻机液压马达制动状态下的液压油压；换向辅助油路为钻机液压马达的换向提供制动状态下的液压油。本实用新型解决了煤矿井下定向钻进过程中制动装置持续供油造成的液压资源占用或系统溢流发热等问题，减少了定向钻进过程中的操作辅助时间，提高了定向钻进的效率和可靠性，保证了定向造斜轨迹的精准性，使钻孔达到预先设计要求。

技术领域

本实用新型属于煤矿井下定向钻机定向钻进技术领域，具体涉及一种煤矿井下定向钻机用动力头主轴制动配套液压系统。

背景技术

煤矿井下钻探技术主要分为回转钻进和定向钻进，近些年来定向钻进技术以其轨迹精准可控、钻遇率高、施工量小、一孔多用、可开分支等特点逐渐在各大矿区推广应用。

定向钻进其施工工艺原理为：孔口的高压介质(水或空气)通过钻杆内部通道抵达孔底螺杆马达，驱动孔底螺杆马达钻头回转碎岩，孔底螺杆马达其结构上在头部带有1°左右的弯角，可在钻机给进油缸的推动施压下实现定向造斜，造斜过程需保证螺杆孔底钻具的工具面向角(即孔底螺杆马达弯角在周向上的方位)不变，但孔底螺杆马达钻头回转的过程中会产生一定大小的反扭矩并通过钻杆传递作用于孔口动力头，为了防止动力头出现转动而引起孔底马达工具面向角变动，就要求钻机具备动力头主轴制动功能，即定向钻进施工时钻机处于定向钻进状态(制动状态)；当施工一段孔深时，需要测量钻孔实钻轨迹，当钻孔轨迹与设计轨迹出现偏差时，需使钻机进入回转钻进状态(非制动状态)，通过对动力头回转带动孔内钻具，进行孔底螺杆马达工具面向角的调整。

在实际定向钻进施工过程中，每进行一次钻具的加卸或工具面向角的调整，就需要在定向钻进状态(制动状态)与回转钻进状态(非制动状态)间切换1次，切换操作相当频繁。现有的定向钻机液压系统基本都采用持续向制动装置供给压力油的方式，占用了一定的系统资源并带来系统溢流发热，此外，在进行定向钻进状态(制动状态)与回转钻进状态(非制动状态)间切换的过程中操作步骤相对繁琐，往往需要多个操作；并且由于操作的繁琐，较易出现制动状态下误操作回转动作，导致制动装置与主动轴摩擦力剧增，长时间会影响制动装置的制动效果，并改变既定的工具面向角，进而大大影响定向钻孔轨迹的精准性，严重的还会损坏孔底马达，造成巨大的经济损失。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种煤矿井下定向钻机用动力头主轴制动配套液压系统，液压系统制动装置采用点动保压式供油方式，无需占用系统持续压力油源，提高了液压资源的利用率，减少了制动状态下高压管路的数量，也避免了可能发生的系统溢流发热。液压系统附带回转防误操作保护功能，有效的避免的误操作对制动装置的冲击损坏。

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案包括：

一种煤矿井下定向钻机用动力头主轴制动配套液压系统，包括液压泵和油箱，与所述的液压泵连接设置有动力液压系统和制动液压系统；动力液压系统至少设置钻机液压马达，制动液压系统包括制动储能油路和换向辅助油路，所述的制动储能油路维持钻机液压马达制动状态下的液压油压；换向辅助油路为钻机液压马达的换向提供制动状态下的液压油。

可选的，所述的制动液压系统设置与液压泵依次连接的制动换向阀和液控单向阀，与液控单向阀连接分别为制动储能油路和换向辅助油路；制动换向阀为三通阀。

可选的，所述的制动储能油路包括依次连接的蓄能器和制动装置，制动装置为钻机液压马达提供制动力。

可选的，所述的制动装置为摩擦片式制动装置。

可选的，所述的换向辅助油路包括与液控单向阀连接的正转液控换向阀和反转液控换向阀，正转液控换向阀和反转液控换向阀控制钻机液压马达的转向。