[发明专利]一种钻机用免拆自动加杆装置

说明书

本发明涉及一种钻机用免拆自动加杆装置，安装在钻机的安装座上并与机架位于同一侧，包括钻杆箱、机械臂和L型连接架，L型连接架其中一个连接面上固定安装钻机的倾角回转转盘，另一个连接面上固定安装机架和钻杆箱；机械臂固定安装在钻杆箱上，机械臂能够从钻杆箱夹持新加钻杆，并将其送入钻孔中心线上，动力头旋转带动主动钻杆与新加钻杆的一端连接，再继续旋转推进使新加钻杆的另一端与夹持器处的已有钻杆连接，实现钻杆加接；倾角回转转盘0～360°转动时，机架与钻杆箱不发生相对运动，且钻杆箱底部加杆口始终朝一个方向。能够在全方位钻机上实现一次锚固、无需拆卸调整任何装置就能够进行0～360°全断面扇形孔施工的要求。

技术领域

本发明属于煤矿液压钻机技术领域，涉及一种钻机用免拆自动加杆装置。

背景技术

煤矿井下一个钻场需要完成众多矩形点阵孔和同一断面内众多扇形孔的钻进，从而达到钻场瓦斯的抽放效果。坑道钻机通常专门用于地下坑道的钻进，可以用于钻进瓦斯抽排放孔、注浆灭火孔、煤层注水孔、地质探查孔等相关工程用孔，广泛地应用于地质勘探、煤矿瓦斯开采、水力发电等行业。目前煤矿井下常规钻机钻杆加接大部分依靠人工，从钻机机架中部或者尾部进行加杆。其存在的问题是：1、需一名工人将钻杆送至机架中部或尾部，再由另外一名操作者操作动力头，将新加钻杆与原有钻杆丝扣拧紧，需多人配合完成，并且存在着危险性；2、操作者在加杆后所处位置离孔口较近，若此时出现返水返渣和喷孔等现象，工人健康受到影响，也易发生安全事故。

现有机械化加接或自动化加接钻杆，是采用机械手将钻杆送至相应位置进行加接。目前成功推广应用到钻机上所使用的加杆装置，能够实现0～90°的自动加接钻杆，适合巷道上下浜单边施工，并且采用电液比例控制，但是其缺点有以下几个方面：1、底抽巷全断面扇形0～360°多孔施工，需拆卸机架或加杆装置，工人操作难度和劳动强度大；2、需要精确的电液比例控制系统，对操作者要求高，后期维护困难；3、因结构复杂成本高，与当前主流配置常规钻机不匹配，市场推广阻力大。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有常规钻机钻杆的操作者在加杆时需要多人配合、人身健康和安全风险大，而现有机械式钻机需要电控、结构复杂、制造成本高的问题，提供一种钻机用免拆自动加杆装置，能够满足在全方位钻机上实现一次锚固、无需拆卸调整任何装置就能够进行0～360°全断面扇形孔施工的要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钻机用免拆自动加杆装置，安装在钻机的安装座上并与机架位于同一侧，包括钻杆箱、机械臂和L型连接架，L型连接架具有构成L型的两个连接面，其中一个连接面上固定安装钻机的倾角回转转盘，另一个连接面上固定安装机架和钻杆箱；机械臂固定安装在钻杆箱上，钻杆箱底部开设加杆口，顶部开设出杆口，机械臂能够从钻杆箱夹持新加钻杆，并将其送入钻孔中心线上，使新加钻杆位于钻机的动力头处的主动钻杆和夹持器处的已有钻杆之间，且三杆共线；动力头旋转带动主动钻杆与新加钻杆的一端连接，再继续旋转推进使新加钻杆的另一端与夹持器处的已有钻杆连接，实现钻杆加接；倾角回转转盘0～360°转动时，机架与钻杆箱不发生相对运动，且钻杆箱底部加杆口始终朝一个方向。

进一步，钻杆箱包括钻杆仓、安装在钻杆仓上的钻杆提升机构和档块机构；钻杆仓用于存储钻杆，加杆口和出杆口分别设于钻杆仓的底部和顶部，钻杆提升机构将钻杆推入机械臂以便机械臂夹紧钻杆，档块机构设于出杆口处，对钻杆进行限位，防止自由状态下的钻杆随意滚动。

进一步，钻杆仓的底部为开放式结构作为加杆口，主要由上限位垫板、前垫板、侧垫板和后垫板组成仓体，前垫板的顶部与上限位垫板之间存在间隙作为出杆口，后垫板内侧靠近加杆口处设有挡条；钻杆提升机构包括对应挡条设于后垫板上的滑轨、对应滑轨设于后垫板内侧的挡条上方的提升架、设于后垫板外侧且与提升架相连的连接杆、一端与连接杆滑动连接且另一端与后垫板外侧转动连接的支撑杠杆，以及缸体端通过油缸安装座与后垫板外侧相连且活塞端与支撑杠杆相连的提升油缸；提升架能够90°翻转，向后垫板翻转以收起提升架供钻杆通过，远离后垫板翻转以展开提升架来支撑钻杆。