一种瓦斯抽放智能化定向钻机
技术领域
本发明涉及煤机机械领域，尤其涉及一种瓦斯抽放智能化定向钻机。
背景技术
我国煤矿煤层赋存的地质条件复杂，煤层瓦斯含量高，瓦斯压力大，瓦斯抽采难度大，严重影响了中国煤炭开采。为保证煤矿安全开采，利用钻孔预抽瓦斯，降低煤层的瓦斯含量，确保回采时瓦斯不超限，达到安全生产的目的。要达到这个目的，国产煤矿井下全液压钻机必须提高其钻进的控制能力和适用性，努力实现高效化和智能化。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自动化的一种瓦斯抽放智能化定向钻机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明瓦斯抽放智能化定向钻机，包括：
工作钻机，用于进行瓦斯抽采穿层钻孔；
钻杆斜料车用于存放钻杆，以及回收或输出钻杆；
钻杆自动传送装置，用于完成钻杆在所述钻杆斜料车和所述钻杆水辫自动给进机构之间的传送；
钻杆水辫自动给进机构，用于自动安装或拆卸水辫，带动钻杆进入或离开所述工作钻机。
作为优化，钻杆斜料车包括：立方体结构的车架、用于支撑所述车架的底座；车架上部的两侧分别设置有一组钻杆进料导槽，所述车架底部的两侧分别设置有一组钻杆出料导板。钻杆出料导板用于输出钻杆，钻杆进料导槽用于收回钻杆。
作为优化，车架底部两组钻杆出料导板之间设置有一组倒V型的坡道；车架内部设置有至少两组钻杆移动导板；相邻的两组所述钻杆移动导板之间反向倾斜设置，所述钻杆移动导板位置高的一端连接所述车架的一侧，所述钻杆移动导板位置低的一端同所述车架另一侧之间形成钻杆下落口；
最后一组钻杆移动导板的下方有一个同所述最后一组钻杆移动导板反向倾斜设置的短钻杆移动导板；
车架内设置有一个同所述钻杆下落口平行的挡板；所述短钻杆移动导板同所述挡板形成钻杆出口；所述钻杆出口下方对应所述倒V型的坡道的顶部。
工作时，钻杆进料导槽用于回收钻杆，钻杆出料导板用于输出钻杆；钻杆从钻杆进料导槽进入，在钻杆移动导板上来回移动，最后通过短钻杆移动导板到达钻杆出料导板。
作为优化，钻杆自动传送装置包括：提升机构、转送机构、斜导料组；钻杆可以在提升机构和转送机构之间移动，钻杆可以在转送机构和斜导料组之间移动。
提升机构包括门架、纵向设置的提升链条、固定在所述提升链条上的N形槽，可转动的设置在所述门架上端两侧的导向板；导向板可以转动，导向板转动后可以对接所述钻杆进料导槽；N形槽随着提升链条转动到所述钻杆出料导板上钻杆的下方，从而带走钻杆。
转送机构包括架体、升降平台、驱动所述升降平台的升降装置；所述升降平台上设置有水平传送机构；提升机构带着钻杆进入到水平传送机构，通过水平传送机构完成水平传送，并进入斜导料组。
转送机构的水平传送机构包括两个传送组；传送组包括传送链条、设置在传送链条两侧的钻杆槽和下滑推槽；传送链条的表面均匀设置有垫块；下滑推槽下部连接升降机构；两个传送组的下滑推槽的槽口方向相反。两个传送组的下滑推槽分别在钻杆上杆和下杆传送时候使用。工作时钻杆可以根据需要在两个传送组之间传送。
斜导料组包括结构架、减速带、固定连接所述减速带的档板。钻杆进入斜导料组减速带的档板位置，随着减速带移动并进入钻杆水辫自动给进机构。
作为优化，钻杆水辫自动给进机构，包括：支架、钻杆放置槽、同钻杆放置槽平行设置的水平移动装置；连接在所述水平移动装置上的安装拆卸装置；
安装拆卸装置包括固定板、锁紧爪、工作部和驱动所述工作部转动的动力装置；所述锁紧爪、所述工作部、所述动力装置均固定连接在所述固定板上；固定板连接在所述水平移动装置上。水平移动装置的作用就是带动安装拆卸装置，水平移动。
钻杆水辫自动给进机构固定连接工作钻机；安装拆卸装置对应工作钻机的钻杆入口。安装拆卸装置随着水平移动装置沿着工作钻机的钻杆入口轴线方向来回移动。钻杆自动传送装置的斜导料组将钻杆输送到钻杆水辫自动给进机构的钻杆放置槽。
瓦斯抽放智能化定向钻机采用的水辫，包括：水辫体、水辫套、螺纹端、后盖；
水辫体的一端设置有对应钻杆的所述螺纹端；所述水辫体的另一端设置有所述后盖；所述水辫套可旋转的套在所述水辫体外部；
水辫套的侧面设置有进水管，所述进水管靠近水辫体的一端，连通一个由水辫套和水辫体之间形成的空腔；
螺纹端设置有穿过所述水辫体通往所述空腔的孔道。水辫采用这样的设计，安装拆卸装置工作时，锁紧爪抓紧水辫套，工作部驱动后盖转动从而带动螺纹端转动。
钻机钻孔工作时，提升链条转动，同时带动固定在提升链条上的N形槽移动到钻杆出料导板中的钻杆的下方，随着提升链条转动N形槽将钻杆提走；当N形槽转动到门架上方时，钻杆掉落到导向板，顺着导向板钻杆进入靠近的传送组的钻杆槽中，此时传送链条转动，带动垫块将钻杆输入到另一个传送组的钻杆槽中；此时下滑推槽升起将钻杆推出进入斜导料组，钻杆定位到档板的位置，然后随着减速带下滑然后传送到钻杆水辫自动给进机构的钻杆放置槽；此时安装拆卸装置的锁紧爪夹住水辫套，工作部同水辫后盖契合；安装拆卸装置随着水平移动装置移动，螺纹端对接钻杆，钻杆进入钻杆入口，在动力装置的带动下工作部转动将水辫在钻杆上安装或者拆卸；钻机钻孔结束后，导向板转动后对接钻杆进料导槽；升降平台下降，斜导料组连接升降平台的一端下降，连接钻杆水辫自动给进机构的一端上升；钻杆通过斜导料组进入水平传送机构，然后进入N形槽，最后通过导向板进入钻杆进料导槽从而返回钻杆斜料车。
本发明设计了一种自动化的一种瓦斯抽放智能化定向钻机，该装置可以完成钻杆的自动出料、进料、存贮；以及钻杆自动化的转送输出或者回收；同时实现钻杆自动智能化的上杆和下杆；在钻孔过程中最繁琐的水辫安装和拆卸，通过本发明特制的水辫和机构完全实现了自动化。相对于目前人工为主的钻杆上下杆和传送；本发明实现自动化、智能化，适合矿井下狭窄环境使用，而且安全可高、效率更高。并可以进一步开发实现定向钻孔孔内状态监测监控及故障预警。通过人工智能实现钻机的全状态实时监测、故障预警及寿命管理，提高大功率钻机的钻探效率，提高钻机的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明瓦斯抽放智能化定向钻机出杆状态示意图；
图2为本发明瓦斯抽放智能化定向钻机回杆状态示意图；
图3为本发明中钻杆斜料车结构示意图；
图4为本发明中钻杆自动传送装置结构示意图；
图5为本发明中水平传送机构的传送组结构示意图；
图6为本发明中斜导料组结构示意图；
图7为本发明中斜导料组的减速带结构示意图；
图8为本发明钻杆水辫自动给进机构结构示意图；
图9为本发明中采用的水辫剖面结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9，瓦斯抽放智能化定向钻机，包括：工作钻机，用于进行瓦斯抽采穿层钻孔；
钻杆斜料车用于存放钻杆，以及回收或输出钻杆；
钻杆自动传送装置，用于完成钻杆在所述钻杆斜料车和所述钻杆水辫自动给进机构之间的传送；
钻杆水辫自动给进机构，用于自动安装或拆卸水辫，带动钻杆进入或离开所述工作钻机。
钻杆斜料车包括：立方体结构的车架1、用于支撑所述车架的底座2；车架1上部的两侧分别设置有一组钻杆进料导槽3，车架1底部的两侧分别设置有一组钻杆出料导板4。
车架1底部两组钻杆出料导板4之间设置有一组倒V型的坡道5；车架1内部设置有至少两组钻杆移动导板6；相邻的两组所述钻杆移动导板6之间反向倾斜设置，钻杆移动导板6位置高的一端连接车架1的一侧，钻杆移动导板6位置低的一端同车架1另一侧之间形成钻杆下落口7；
最后一组钻杆移动导板6的下方有一个同最后一组钻杆移动导板6反向倾斜设置的短钻杆移动导板8；车架1内设置有一个同钻杆下落口7平行的挡板9；短钻杆移动导板8同挡板9形成钻杆出口10；钻杆出口10下方对应倒V型的坡道5的顶部。
钻杆自动传送装置包括：提升机构、转送机构、斜导料组；
提升机构包括门架11、纵向设置的提升链条12、固定在提升链条12上的N形槽13，可转动的设置在门架11上端两侧的导向板14；
转送机构包括架体15、升降平台16、驱动升降平台16的升降装置17；升降平台16上设置有水平传送机构；
转送机构的水平传送机构包括两个传送组；传送组包括传送链条28、设置在传送链条28两侧的钻杆槽29和下滑推槽30；传送链条28的表面均匀设置有垫块31；下滑推槽30下部连接升降机构32；两个传送组的下滑推槽30的槽口方向相反。
斜导料组包括结构架18、减速带19、固定连接减速带19的档板20。
钻杆水辫自动给进机构，包括：支架21、钻杆放置槽22、同钻杆放置槽22平行设置的水平移动装置23；连接在水平移动装置23上的安装拆卸装置；
安装拆卸装置包括固定板24、锁紧爪25、工作部26和驱动工作部26转动的动力装置27；锁紧爪25、工作部26、动力装置27均固定连接在固定板24上；固定板24连接在水平移动装置23上。
钻杆水辫自动给进机构固定连接工作钻机；安装拆卸装置对应工作钻机的钻杆入口28。钻杆自动传送装置的斜导料组连接钻杆水辫自动给进机构。
瓦斯抽放智能化定向钻机采用的水辫，包括：水辫体33、水辫套34、螺纹端35、后盖36；
水辫体33的一端设置有对应钻杆的螺纹端35；水辫体33的另一端设置有后盖36；水辫套34可旋转的套在水辫体33外部；
水辫套34的侧面设置有进水管37，所述进水管37靠近水辫体33的一端，连通一个由水辫套34和水辫体33之间形成的空腔38；
螺纹端35设置有穿过水辫体33通往空腔38的孔道39。
钻机钻孔工作时，提升链条12转动，同时带动固定在提升链条12上的N形槽13移动到，钻杆出料导板4中的钻杆的下方，通过N形槽13将钻杆提走；当N形槽13转动到门架11上方时，钻杆掉落到导向板14，顺着导向板14钻杆进入靠近的传送组的钻杆槽29中，此时传送链条28转动，带动垫块31将钻杆输入到另一个传送组的钻杆槽29中；此时下滑推槽30升起将钻杆推出进入斜导料组，定位到档板20的位置，然后随着减速带19下滑然后传送到钻杆水辫自动给进机构的钻杆放置槽22；此时安装拆卸装置的锁紧爪25、夹住水辫套34，工作部26同后盖36契合；安装拆卸装置随着水平移动装置23移动，螺纹端35对接钻杆，钻杆进入钻杆入口28，在动力装置27的带动下工作部26转动将水辫在钻杆上安装或者拆卸；钻机钻孔结束后，导向板14转动后对接钻杆进料导槽3；升降平台16下降，斜导料组连接升降平台16的一端下降，连接钻杆水辫自动给进机构的一端上升；钻杆通过斜导料组进入水平传送机构，然后进入N形槽13，最后通过导向板14进入钻杆进料导槽3从而返回钻杆斜料车。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
