本發(fā)明涉及煤礦區(qū)域瓦斯治理裝備，具體而言，涉及一種鉆機(jī)控制方法及井下鉆機(jī)。

背景技術(shù)：

1、鉆探裝備是利用機(jī)械方法在巖土層中鉆孔，通過獲得巖土層中的物質(zhì)來為探測、資源開采、建造等工作服務(wù)。在煤礦井下進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時，煤層中往往存在瓦斯氣體。隨著煤礦開采的進(jìn)行，瓦斯氣體會慢慢釋放并在礦井內(nèi)聚集，從而造成安全隱患。這樣常常需要用到液壓鉆機(jī)對礦井的壁體進(jìn)行打孔作業(yè)，然后將煤層中的瓦斯氣體通過孔洞排放出來并進(jìn)行收集處理。液壓鉆機(jī)在作業(yè)時根據(jù)鉆機(jī)角度的不同可以為壁體的周側(cè)進(jìn)行打孔。常規(guī)的鉆探設(shè)備加接鉆桿的形式分為后端加接和中間加接，后端加接鉆桿的形式相對于中間加接鉆桿的形式具有更短的導(dǎo)軌長度，能適應(yīng)于更狹窄的巷道。中間加接鉆桿的形式主要優(yōu)點(diǎn)是加接鉆桿時，無需頻繁拆卸供水的水接頭，從而提高了作業(yè)效率，降低了勞動強(qiáng)度。

2、目前，中間加接鉆桿的送鉆機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手與動力頭卡盤組件。機(jī)械手抓取鉆桿移動，動力頭卡盤組件上具有定位鉆桿的定位孔，鉆桿的一端插入定位孔后由動力頭卡盤組件內(nèi)部的夾緊部進(jìn)行夾緊。然而動力頭卡盤組件內(nèi)部夾套采用液壓驅(qū)動容易導(dǎo)致鉆桿定位不精準(zhǔn)，且夾持位置在鉆桿的端部，從而容易造成鉆桿另一端的偏斜。機(jī)械手直接向動力頭卡盤組件內(nèi)部送鉆桿，鉆桿偏斜造成同心度的偏差會導(dǎo)致機(jī)械手受損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決向動力頭卡盤組件直接送鉆桿時，機(jī)械手易受損的問題，本發(fā)明提供了一種鉆機(jī)控制方法及井下鉆機(jī)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種鉆機(jī)控制方法，所述鉆機(jī)控制方法包括：

3、步驟s10，所述步驟s10包括：

4、步驟s11，響應(yīng)于送鉆指令，控制機(jī)械手夾緊鉆桿的第一夾緊位置并移動；直至所述鉆桿移動至輔助夾持器中；

5、步驟s12，基于所述鉆桿穿設(shè)于所述輔助夾持器中，控制所述輔助夾持器夾緊所述鉆桿的第二夾緊位置；

6、步驟s13，基于所述輔助夾持器夾緊所述鉆桿的所述第二夾緊位置，控制所述機(jī)械手松開所述鉆桿；

7、步驟s14，基于所述機(jī)械手松開所述鉆桿，且動力頭卡盤組件位于旋轉(zhuǎn)座的第一預(yù)設(shè)位置，控制所述動力頭卡盤組件沿參考線朝向所述旋轉(zhuǎn)座的第二預(yù)設(shè)位置移動；所述動力頭卡盤組件位于所述第二預(yù)設(shè)位置的狀態(tài)下，所述鉆桿的第一端部穿設(shè)于所述動力頭卡盤組件的定位孔中；所述參考線平行于所述定位孔的軸線；

8、步驟s15，基于所述動力頭卡盤組件位于所述第二預(yù)設(shè)位置，控制所述動力頭卡盤組件夾緊所述鉆桿的所述第一端部；所述第一夾緊位置和所述第二夾緊位置的距離小于所述第一夾緊位置與所述第一端部的距離；

9、步驟s16，基于所述動力頭卡盤組件夾緊所述鉆桿的所述第一端部，控制所述輔助夾持器松開所述鉆桿；

10、步驟s17，基于所述輔助夾持器松開所述鉆桿，控制所述動力頭卡盤組件沿所述參考線朝向所述輔助夾持器移動，同時控制所述動力頭卡盤組件驅(qū)動所述鉆桿沿第一旋向旋轉(zhuǎn)。

11、在一些實(shí)施例中，所述步驟s11包括：響應(yīng)于送鉆指令，基于輔助夾持器位于旋轉(zhuǎn)座的第三預(yù)設(shè)位置，控制機(jī)械手夾緊鉆桿的第一夾緊位置并移動；直至所述鉆桿移動至所述輔助夾持器中；所述第一夾緊位置為所述鉆桿長度方向的中間部位；第一預(yù)設(shè)位置、第二預(yù)設(shè)位置和所述第三預(yù)設(shè)位置沿參考線依次分布；

12、所述步驟s17包括：

13、步驟s171，基于所述輔助夾持器松開所述鉆桿，控制所述輔助夾持器沿所述參考線遠(yuǎn)離所述動力頭卡盤組件移動；直至所述輔助夾持器移動至所述旋轉(zhuǎn)座的第四預(yù)設(shè)位置；

14、步驟s172，基于所述輔助夾持器位于所述第四預(yù)設(shè)位置，控制所述動力頭卡盤組件沿所述參考線朝向所述輔助夾持器移動，同時控制所述動力頭卡盤組件驅(qū)動所述鉆桿沿第一旋向旋轉(zhuǎn)。

15、在一些實(shí)施例中，所述第二夾緊位置與所述第一端部的距離小于所述第一夾緊位置與所述第一端部的距離。

16、在一些實(shí)施例中，所述步驟s10還包括：

17、步驟s18，基于一次送鉆結(jié)束，控制所述動力頭卡盤組件復(fù)位至所述第一預(yù)設(shè)位置，控制所述輔助夾持器復(fù)位至所述第三預(yù)設(shè)位置，并控制所述機(jī)械手抓取下一個所述鉆桿；一次送鉆結(jié)束的狀態(tài)下，固定夾持器夾緊所述鉆桿，所述動力頭卡盤組件松開所述鉆桿；所述固定夾持器、所述輔助夾持器和所述動力頭卡盤組件沿所述參考線依次分布；

18、步驟s19，重復(fù)所述步驟s11至所述步驟s18，直至多個所述鉆桿拼接達(dá)到預(yù)設(shè)鉆孔長度。

19、在一些實(shí)施例中，所述鉆機(jī)控制方法還包括步驟s20，所述步驟s20包括：

20、步驟s21，響應(yīng)于退鉆指令，控制所述動力頭卡盤組件配合所述固定夾持器進(jìn)行一次退鉆；一次退鉆完成的狀態(tài)下，所述動力頭卡盤組件從所述固定夾持器中拆卸一個所述鉆桿，另一個所述鉆桿退至所述固定夾持器中且由所述固定夾持器夾緊；

21、步驟s22，基于一次退鉆完成，控制所述動力頭卡盤組件移動至所述第二預(yù)設(shè)位置，控制所述輔助夾持器移動至所述第三預(yù)設(shè)位置；

22、步驟s23，基于所述動力頭卡盤組件位于所述第二預(yù)設(shè)位置，且所述輔助夾持器位于所述第三預(yù)設(shè)位置，控制所述輔助夾持器夾緊所述動力頭卡盤組件中的所述鉆桿的所述第二夾緊位置；

23、步驟s24，基于所述輔助夾持器夾緊所述鉆桿的所述第二夾緊位置，控制所述動力頭卡盤組件松開所述鉆桿；

24、步驟s25，基于所述動力頭卡盤組件松開所述鉆桿，控制所述機(jī)械手夾緊所述輔助夾持器中的所述鉆桿的所述第一夾緊位置；

25、步驟s26，基于所述機(jī)械手夾緊所述鉆桿，控制所述輔助夾持器松開所述鉆桿；

26、步驟s27，基于所述輔助夾持器松開所述鉆桿，控制所述機(jī)械手移動直至將所述鉆桿放置在儲存箱內(nèi)。

27、在一些實(shí)施例中，所述步驟s20還包括：

28、步驟s28，重復(fù)所述步驟s21至所述步驟s27，直至所述固定夾持器中為空。

29、在一些實(shí)施例中，所述步驟s11包括步驟s111和步驟s112；

30、步驟s111，響應(yīng)于送鉆指令，控制機(jī)械手夾緊鉆桿的第一夾緊位置，控制輔助夾持器的第一卡瓦移動至偏心位置；動力頭卡盤組件的定位孔的軸線為中心位置；所述第一卡瓦位于所述偏心位置的狀態(tài)下，所述第一卡瓦的軸線與所述定位孔的軸線平行且具有間距；

31、步驟s112，基于所述機(jī)械手夾緊所述鉆桿，且所述第一卡瓦位于所述偏心位置，控制所述機(jī)械手移動；直至所述鉆桿移動至所述第一卡瓦中；

32、所述步驟s12包括步驟s121至步驟s123；

33、步驟s121，基于所述鉆桿穿設(shè)于所述第一卡瓦中，控制所述輔助夾持器的第二卡瓦朝向所述第一卡瓦移動；直至所述第一卡瓦與所述第二卡瓦配合夾緊所述鉆桿的第二夾緊位置；所述第一卡瓦的弧度大于所述第二卡瓦的弧度；所述第一卡瓦與所述第二卡瓦在所述偏心位置對所述鉆桿的夾緊力為第一夾緊力；

34、步驟s122，基于所述第一卡瓦與所述第二卡瓦在所述偏心位置且對所述鉆桿進(jìn)行夾緊，控制所述第一卡瓦與所述第二卡瓦差速向所述中心位置移動；所述第一卡瓦與所述第二卡瓦的間距在差速移動的過程中間距逐漸減小；

35、步驟s123，基于所述第一卡瓦和所述第二卡瓦到達(dá)所述中心位置，所述輔助夾持器完成對所述鉆桿的第二夾緊位置的夾緊；所述輔助夾持器完成對所述鉆桿夾緊的狀態(tài)下，所述輔助夾持器對所述鉆桿的夾緊力為第二夾緊力；所述第二夾緊力大于所述第一夾緊力。

36、在一些實(shí)施例中，所述輔助夾持器對所述鉆桿的夾緊力小于所述動力頭卡盤組件對所述鉆桿的夾緊力。

37、第二方面，本發(fā)明提供了一種井下鉆機(jī)，所述井下鉆機(jī)應(yīng)用于上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的一種鉆機(jī)控制方法，所述井下鉆機(jī)包括：

38、機(jī)架；

39、驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件與所述機(jī)架可拆卸連接；所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述機(jī)架行駛；

40、儲存箱，所述儲存箱與所述機(jī)架可拆卸連接；

41、多個鉆桿，所述鉆桿儲存在所述儲存箱中；所述鉆桿的內(nèi)部中空；

42、機(jī)械手，所述機(jī)械手與所述機(jī)架可拆卸連接；所述機(jī)械手能夠抓取或松開所述鉆桿；

43、旋轉(zhuǎn)座，所述旋轉(zhuǎn)座與所述機(jī)架轉(zhuǎn)動連接；所述旋轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)的軸線垂直于參考線；

44、輔助夾持器，所述輔助夾持器與所述旋轉(zhuǎn)座可拆卸連接；所述輔助夾持器能夠夾緊或松開所述鉆桿；

45、固定夾持器，所述固定夾持器與所述旋轉(zhuǎn)座可拆卸連接，所述固定夾持器能夠夾緊或松開所述鉆桿；

46、動力頭卡盤組件，所述動力頭卡盤組件、所述輔助夾持器和所述固定夾持器沿所述參考線依次分布；所述動力頭卡盤組件包括殼體單元和夾緊單元；所述殼體單元包括固定外殼和旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼；所述固定外殼沿所述參考線與所述旋轉(zhuǎn)座滑動連接；所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼與所述固定外殼轉(zhuǎn)動連接；所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼至少部分位于所述固定外殼的內(nèi)部；所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼上具有定位孔；所述定位孔的軸線與所述參考線平行；所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼繞所述定位孔的軸線旋轉(zhuǎn)；所述夾緊單元與所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼可拆卸連接；所述夾緊單元能夠夾緊或松開所述鉆桿。

47、在一些實(shí)施例中，所述動力頭卡盤組件還包括水接頭、封水套、封水軸、彈性件和動密封單元；所述水接頭位于所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼遠(yuǎn)離所述定位孔的端部；所述水接頭的出水端伸入至所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼的內(nèi)部；所述封水套位于所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼的內(nèi)部；所述封水套與所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼可拆卸連接；所述水接頭的一端伸入至所述封水套的內(nèi)部；所述水接頭與所述封水套轉(zhuǎn)動連接；所述封水軸位于所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼的內(nèi)部；所述封水軸的一端穿設(shè)至所述封水套內(nèi)；所述封水套和所述封水軸均與所述定位孔的軸線同軸；所述封水軸的內(nèi)部中空；所述封水軸沿自身軸線滑動設(shè)置；所述彈性件套設(shè)在所述封水軸上，所述彈性件驅(qū)動所述封水軸朝向所述定位孔方向移動；

48、所述動密封單元包括第一動密封件、第二動密封件、第三動密封件和第四動密封件；所述第一動密封件可拆卸連接在所述旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼與所述水接頭之間；所述第二動密封件可拆卸連接在所述封水套與所述水接頭之間；所述第三動密封件可拆卸連接在所述封水套與所述封水軸之間；所述鉆桿固定在所述夾緊單元中的狀態(tài)下；所述鉆桿夾持在所述夾緊單元中的狀態(tài)下，所述第四動密封件位于所述鉆桿與所述封水軸之間。

49、在一些實(shí)施例中，所述輔助夾持器沿所述參考線與所述旋轉(zhuǎn)座滑動連接；

50、所述輔助夾持器包括移動座、定位銅套、第一油缸、第二油缸、第一卡瓦和第二卡瓦；所述移動座沿所述參考線與所述旋轉(zhuǎn)座滑動連接；所述定位銅套與所述定位孔同軸；所述定位銅套與所述移動座可拆卸連接；所述第一油缸與所述第二油缸均與所述移動座可拆卸連接；所述第一油缸與所述第二油缸的活塞桿同軸且相向設(shè)置；所述第一卡瓦與所述第一油缸的活塞桿可拆卸連接；所述第二卡瓦與所述第二油缸的活塞桿可拆卸連接；所述第一卡瓦與所述第二卡瓦均為弧形板；所述第一卡瓦與所述第二卡瓦內(nèi)凹的一側(cè)相向設(shè)置。

51、在一些實(shí)施例中，所述輔助夾持器包括移動座、第一油缸、第二油缸、第一卡瓦和第二卡瓦；所述移動座沿所述參考線與所述旋轉(zhuǎn)座滑動連接；所述第一油缸與所述第二油缸均與所述移動座可拆卸連接；所述第一油缸與所述第二油缸的活塞桿同軸且相向設(shè)置；所述第一卡瓦與所述第一油缸的活塞桿可拆卸連接；所述第二卡瓦與所述第二油缸的活塞桿可拆卸連接；所述第一卡瓦與所述第二卡瓦均為弧形板；所述第一卡瓦與所述第二卡瓦內(nèi)凹的一側(cè)相向設(shè)置；所述第一卡瓦的弧度大于所述第二卡瓦的弧度。

52、為解決向動力頭卡盤組件直接送鉆桿時，機(jī)械手易受損的問題，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：

53、機(jī)械手夾緊鉆桿進(jìn)行移動后，采用輔助夾持器作為中轉(zhuǎn)，輔助夾持器夾持鉆桿時距離機(jī)械手較近，也即：第一夾緊位置與第二夾緊位置的距離較小，從而降低機(jī)械手夾持鉆桿部位的偏擺幅度，減少機(jī)械手受損的風(fēng)險。由于機(jī)械手需要多自由度運(yùn)動以確保鉆桿的定位精度，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致抵抗沖擊力能力差，而輔助夾持器動作簡單，夾持力大且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，從而抵抗沖擊力強(qiáng)。當(dāng)輔助夾持器夾緊鉆桿的第二夾緊位置，再控制機(jī)械手松開鉆桿，最后由動力頭卡盤組件夾緊鉆桿的第一端部，即使鉆桿偏擺也難以對輔助夾持器造成損傷，進(jìn)而確保了送鉆時鉆桿的定位精度，同時也保護(hù)了機(jī)械手。