一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，自左至右依次包括鉆頭、鉆桿、傳動(dòng)裝置、鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)、可伸縮支腿；可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)的側(cè)面還設(shè)置有操縱臂、氣動(dòng)閥門、連通氣動(dòng)閥門的進(jìn)氣管路、以及安裝在操縱臂上的指示燈和控制按鈕；其中：鉆桿的一端與鉆頭固定連接，另一端傳動(dòng)裝置之間設(shè)置的連接套固定；鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置進(jìn)而帶動(dòng)與傳動(dòng)裝置同軸固定連接的鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆孔；可伸縮氣腿與主機(jī)殼體固定連接，主機(jī)殼體還與內(nèi)部的鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)固定連接；控制按鈕與氣動(dòng)閥門電連接，氣動(dòng)閥門與可伸縮氣腿電連接。
【專利說明】一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆井孔裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井作業(yè)中，錨桿鉆機(jī)通常用于煤礦巷道圍巖的鉆孔操作。錨桿鉆機(jī)既可進(jìn)行錨桿鉆孔工作，還可進(jìn)行錨桿樹脂錨固劑的攪拌工作，同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)錨桿螺母的安裝擰緊、對(duì)錨桿施加預(yù)緊力工作。
[0003]常規(guī)錨桿鉆機(jī)只具備轉(zhuǎn)動(dòng)和進(jìn)給功能，在實(shí)際工程中，就是利用這兩種基本功能進(jìn)行錨桿孔的鉆進(jìn)工作。眾所周知，煤礦井下巷道修筑通常采用爆破方式進(jìn)行掘進(jìn)開挖，然后采用“三錨”(錨桿、錨網(wǎng)、錨索)支護(hù)實(shí)現(xiàn)爆破后的松動(dòng)圍巖保持自身穩(wěn)定。然而，如何有效實(shí)施可靠的“三錨”支護(hù)是保持圍巖穩(wěn)定的根基。根據(jù)錨桿錨固支護(hù)理論可知，要實(shí)現(xiàn)錨桿的有效錨固，就必須使得錨桿錨固段有效地錨固在穩(wěn)定巖層里。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，以解決上述問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型提供了一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，所述鉆桿的一端與所述鉆頭固定連接，另一端所述傳動(dòng)裝置之間設(shè)置的連接套固定；
[0007]所述鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)裝置進(jìn)而帶動(dòng)與所述傳動(dòng)裝置同軸固定連接的所述鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆孔；
[0008]所述可伸縮氣腿與主機(jī)殼體固定連接，所述主機(jī)殼體還與內(nèi)部的鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)固定連接；所述控制按鈕與所述氣動(dòng)閥門電連接，所述氣動(dòng)閥門與所述可伸縮氣腿電連接。
[0009]較佳地，還包括傳感器組件，所述傳感器組件包括鉆速傳感器和位置傳感器。
[0010]較佳地，所述可伸縮氣腿為氣缸。
[0011]較佳地，所述操縱臂位于遠(yuǎn)離所述可伸縮氣腿的另一側(cè)。
[0012]較佳地，連通所述氣動(dòng)閥門的進(jìn)氣管路還與壓力罐連通。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]本實(shí)用新型提供的一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，分析上述結(jié)構(gòu)原理可知:鉆速傳感器可以根據(jù)所述鉆速傳感器返回的當(dāng)前實(shí)際鉆速，這樣工作人員可以根據(jù)鉆速傳感器來判斷鉆頭當(dāng)前位置是否進(jìn)入到穩(wěn)定地層，(通常情況下，穩(wěn)定地層的巖層較為堅(jiān)硬，其鉆速將會(huì)處于較低的水平，相反松散巖層的鉆頭鉆速較高)；這樣可以在判斷所處巖層后，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭等設(shè)備實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制。即通過控制按鈕實(shí)現(xiàn)鉆速的調(diào)節(jié)。例如:所述控制按鈕與所述氣動(dòng)閥門電連接，所述氣動(dòng)閥門與所述可伸縮氣腿電連接。當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前圍巖地層為堅(jiān)硬巖層時(shí)，可通過控制按鈕調(diào)節(jié)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量(減少進(jìn)氣量)，通常來講當(dāng)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量降低后，其驅(qū)動(dòng)可伸縮氣腿的向前伸長推進(jìn)的距離小速度慢，進(jìn)而減少鉆機(jī)鉆頭觸碰堅(jiān)硬巖層的作用力；慢慢的進(jìn)給速率將會(huì)減少鉆頭的磨損，保證鉆機(jī)的使用壽命；
[0015]相反，在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前圍巖地層為松散巖層時(shí)，可通過控制按鈕調(diào)節(jié)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量(增加進(jìn)氣量)，通常來講當(dāng)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量增加低后，其驅(qū)動(dòng)可伸縮氣腿的向前伸長推進(jìn)的距離大進(jìn)給速度快，進(jìn)而適當(dāng)?shù)卦黾恿算@井作業(yè)效果，此時(shí)可提高推進(jìn)速率以提高鉆機(jī)的鉆孔效率。調(diào)節(jié)氣腿的伸縮，使得鉆機(jī)鉆頭與巖層之間保持一定大小的相互作用力，維持正常接觸狀態(tài)進(jìn)行鉆進(jìn)作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]實(shí)施例一
[0019]參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供了一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，所述可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)自左至右依次包括鉆頭1、鉆桿2、傳動(dòng)裝置3、鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)4、可伸縮支腿5 ;所述可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)的側(cè)面還設(shè)置有操縱臂6、氣動(dòng)閥門7、連通所述氣動(dòng)閥門7的進(jìn)氣管路8、以及安裝在所述操縱臂6上的指示燈9和控制按鈕10 ;其中:
[0020]所述傳感器組件包括鉆速傳感器13和位置傳感器14 ；
[0021]所述鉆桿2的一端與所述鉆頭I固定連接，所述鉆桿2的另一端所述傳動(dòng)裝置3固定；所述鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)4用于驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)裝置3進(jìn)而帶動(dòng)與所述傳動(dòng)裝置3同軸固定連接的所述鉆桿2和鉆頭I旋轉(zhuǎn)鉆孔；
[0022]所述可伸縮氣腿5與主機(jī)殼體固定連接，所述主機(jī)殼體還與內(nèi)部的鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)固定連接；所述控制按鈕與所述氣動(dòng)閥門電連接，所述氣動(dòng)閥門與所述可伸縮氣腿電連接。
[0023]較佳地，所述可伸縮氣腿5為氣缸。
[0024]較佳地，所述操縱臂6位于遠(yuǎn)離所述可伸縮氣腿的另一側(cè)。
[0025]需要說明的是，由于可伸縮氣腿需要進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，其需要占用一定的使用空間，而且從安全角度考慮操縱臂也應(yīng)該位于遠(yuǎn)離可伸縮氣腿的另一側(cè)，保障在工作人員在使用控制按鈕時(shí)更加安全。
[0026]較佳地，連通所述氣動(dòng)閥門的進(jìn)氣管路還與壓力罐連通。
[0027]其上述結(jié)構(gòu)的布局和構(gòu)造更加合理，在使用過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前圍巖地層為堅(jiān)硬巖層時(shí)，可通過控制按鈕調(diào)節(jié)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量(減少進(jìn)氣量)，通常來講當(dāng)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量降低后，其驅(qū)動(dòng)可伸縮氣腿的向前伸長推進(jìn)的距離小速度慢，進(jìn)而減少鉆機(jī)鉆頭觸碰堅(jiān)硬巖層的作用力；慢慢的進(jìn)給速率將會(huì)減少鉆頭的磨損，保證鉆機(jī)的使用壽命；
[0028]相反，在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前圍巖地層為松散巖層時(shí)，可通過控制按鈕調(diào)節(jié)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量(增加進(jìn)氣量)，通常來講當(dāng)進(jìn)氣管路的進(jìn)氣量增加低后，其驅(qū)動(dòng)可伸縮氣腿的向前伸長推進(jìn)的距離大進(jìn)給速度快，進(jìn)而適當(dāng)?shù)卦黾恿算@井作業(yè)效果，此時(shí)可提高推進(jìn)速率以提高鉆機(jī)的鉆孔效率。調(diào)節(jié)氣腿的伸縮，使得鉆機(jī)鉆頭與巖層之間保持一定大小的相互作用力，維持正常接觸狀態(tài)進(jìn)行鉆進(jìn)作用。
[0029]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)還具有其他電氣結(jié)構(gòu)，下面詳細(xì)說明一下:
[0030]其中:傳感器組件敷設(shè)在錨桿鉆機(jī)上，并與圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電連接；中央控制器11敷設(shè)在錨桿鉆機(jī)上，分別與所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)12、所述氣動(dòng)閥門7、所述指示燈9和所述控制按鈕10電連接；
[0031]所述鉆速傳感器13，用于監(jiān)測鉆頭接觸當(dāng)前圍巖地層后的當(dāng)前實(shí)際鉆速，并將所述鉆頭的當(dāng)前實(shí)際鉆速發(fā)送給所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)；
[0032]所述位置傳感器14，用于監(jiān)測鉆桿推進(jìn)距離，進(jìn)而確定鉆桿位置，并將當(dāng)前鉆桿位置發(fā)送給所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)12 ；
[0033]所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)12，用于接收所述鉆速傳感器發(fā)送的所述鉆頭的當(dāng)前實(shí)際鉆速；接收所述位置傳感器發(fā)送的當(dāng)前鉆桿位置的數(shù)據(jù)并計(jì)算得到當(dāng)前鉆孔深度；根據(jù)所述鉆速傳感器返回的當(dāng)前實(shí)際鉆速來判斷鉆頭當(dāng)前位置是否進(jìn)入到穩(wěn)定地層，并判斷當(dāng)鉆孔深度符合錨桿錨固深度要求；若判斷所述鉆速傳感器所檢測的當(dāng)前實(shí)際鉆速大于或等于穩(wěn)定圍巖的鉆頭標(biāo)準(zhǔn)鉆速值，且當(dāng)前鉆孔深度符合錨桿錨固深度要求，則判定當(dāng)前圍巖為穩(wěn)定圍巖，并向所述中央控制器發(fā)送判斷信號(hào)；
[0034]所述中央控制器11，用于接收判斷信號(hào)后，控制所述氣動(dòng)馬達(dá)和所述氣動(dòng)閥門停止鉆孔操作；
[0035]所述氣動(dòng)閥門7，用于接收所述中央控制器發(fā)送控制指令后，控制所述可伸縮氣腿的啟?；蛘{(diào)節(jié)所述可伸縮氣腿的伸縮速率以及控制所述氣動(dòng)馬達(dá)的啟停或調(diào)節(jié)所述氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆頭的鉆速。
[0036]較佳地，所述氣動(dòng)閥門還用于接收控制按鈕發(fā)送控制指令后，控制所述可伸縮氣腿的啟停或調(diào)節(jié)所述可伸縮氣腿的伸縮速率以及控制所述氣動(dòng)馬達(dá)的啟?；蛘{(diào)節(jié)所述氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆頭的鉆速。
[0037]較佳地，所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)還用于在所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)判定當(dāng)前圍巖為穩(wěn)定圍巖時(shí)，將顯示信號(hào)發(fā)送給所述指示燈；
[0038]所述指示燈用于控制穩(wěn)定圍巖對(duì)應(yīng)的指示燈閃爍。
[0039]需要說明的是，圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)在判定當(dāng)前圍巖為穩(wěn)定圍巖或是不穩(wěn)定圍巖，都將通過指示燈進(jìn)行顯示；這樣工作人員也可以通過對(duì)指示燈的顯示，從而了解到當(dāng)前圍巖的質(zhì)量。
[0040]較佳地，所述圍巖自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)包括本安電源模塊，信號(hào)處理模塊，通信模塊，存儲(chǔ)模塊，光電耦合模塊；
[0041]所述存儲(chǔ)模塊，用于將所述圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，便于監(jiān)測數(shù)據(jù)的離線分析。
[0042]所述中央控制器包括本安電源模塊，控制器模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊，指示燈接口模塊，控制按鈕模塊。
[0043]較佳地，所述中央控制器，還用于在接收到需要停機(jī)的信號(hào)后，發(fā)送停機(jī)指令，并控制所述氣動(dòng)閥門關(guān)閉，進(jìn)而切斷所述進(jìn)氣管路的進(jìn)氣操作。
[0044]下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步詳細(xì)說明(下面有關(guān)控制參數(shù)部分均為常用技術(shù)，不是本實(shí)用新型的改進(jìn)特征，下面簡述一下):
[0045]在鉆機(jī)工作過程中，傳感器組件將監(jiān)測參量傳入圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到錨桿鉆機(jī)的巖層性質(zhì)狀態(tài)以及鉆進(jìn)深度，并將判斷結(jié)果傳入中央控制器。位置傳感器通過檢測鉆桿位置，進(jìn)而確定鉆桿推進(jìn)距離；鉆速傳感器用于檢測鉆桿鉆速。錨桿鉆機(jī)的鉆桿鉆速受圍巖地質(zhì)條件影響，圍巖越堅(jiān)硬，鉆桿鉆速越??；反之，圍巖越松動(dòng)，鉆桿鉆速越大。
[0046]傳感器組件安置于在貼近鉆桿的保護(hù)殼上。鉆桿向前鉆動(dòng)過程中，位置傳感器和鉆速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆桿的位置和鉆速，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)鉆孔深度符合錨桿錨固深度要求且鉆速傳感器所檢測的鉆速顯示當(dāng)前圍巖為穩(wěn)定圍巖時(shí)，圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)將判斷結(jié)果傳輸給鉆機(jī)控制器。
[0047]中央控制器接收到圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)發(fā)送過來的判斷信號(hào)后，鉆機(jī)中央控制器給出鉆孔工作停止指示信號(hào)，操作人員根據(jù)鉆孔停止指示信號(hào)決定是否停止鉆孔。停止鉆孔時(shí)，中央控制器控制氣動(dòng)閥門停止進(jìn)氣。
[0048]圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)接收到位置傳感器和鉆速傳感器返回的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先根據(jù)位置傳感器傳回的鉆桿位置數(shù)據(jù)計(jì)算出當(dāng)前鉆孔深度，當(dāng)鉆孔深度符合錨桿錨固深度要求時(shí)，根據(jù)鉆速傳感器返回的鉆桿鉆速來判斷鉆頭當(dāng)前位置是否進(jìn)入到穩(wěn)定地層。圍巖松動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)同時(shí)將監(jiān)測數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)單元，便于監(jiān)測數(shù)據(jù)的離線分析。
[0049]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，其特征在于，所述可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)自左至右依次包括鉆頭、鉆桿、傳動(dòng)裝置、鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)、可伸縮支腿；所述可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)的側(cè)面還設(shè)置有操縱臂、氣動(dòng)閥門、連通所述氣動(dòng)閥門的進(jìn)氣管路、以及安裝在所述操縱臂上的指不燈和控制按鈕；其中: 所述鉆桿的一端與所述鉆頭固定連接，另一端所述傳動(dòng)裝置之間設(shè)置的連接套固定； 所述鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)裝置進(jìn)而帶動(dòng)與所述傳動(dòng)裝置同軸固定連接的所述鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆孔； 所述可伸縮氣腿與主機(jī)殼體固定連接，所述主機(jī)殼體還與內(nèi)部的鉆桿氣動(dòng)馬達(dá)固定連接；所述控制按鈕與所述氣動(dòng)閥門電連接，所述氣動(dòng)閥門與所述可伸縮氣腿電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，其特征在于， 還包括傳感器組件，所述傳感器組件包括鉆速傳感器和位置傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，其特征在于， 所述可伸縮氣腿為氣缸。
4.如權(quán)利要求1所述的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，其特征在于， 所述操縱臂位于遠(yuǎn)離所述可伸縮氣腿的另一側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的可識(shí)別圍巖松動(dòng)范圍的智能氣動(dòng)支腿型振動(dòng)錨桿鉆機(jī)，其特征在于， 連通所述氣動(dòng)閥門的進(jìn)氣管路還與壓力罐連通。
【文檔編號(hào)】E21B47/04GK203978417SQ201420423610
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】吳宇, 曹曉華, 馬利軍, 劉蕾 申請(qǐng)人:江蘇中礦立興能源科技有限公司