煤矿坑道钻机用钻杆丝扣卸扣器设计与研究

设计了一种用于拆卸带有扳手槽的钻杆丝扣的卸扣器,卸扣器由驱动组件和传动组件组成。驱动组件由主动钻杆和驱动块组成;传动组件由传动体和锁钩组成。传动体上设计了作用面与驱动块,保证主动钻杆正方形外平面与待卸钻杆扳手槽平面之间夹角在0~22.5°时都可以顺利安装传动组件;在卸扣器上设计了锁钩,保证了卸扣器在使用过程中的安全性。

煤层气车载钻机多功能液压卸扣器的研制

针对目前煤层气(Coal Bed Methane,CBM)车载钻机施工现场所用卸扣器使用过程中出现的重量大、扭矩小、适用范围窄、使用步骤繁琐等问题,研制了一套多功能液压卸扣器,最大卸扣扭矩130 kNm,满足Φ73~400 mm钻杆、钻头、潜孔锤等钻具联接丝扣的卸扣需求,同时解决现有煤层气车载钻机在发生事故时,动力头与钻杆上部丝扣卸扣困难的问题。工业性试验表明该卸扣器卸扣能力强、结构轻便、适用钻具范围广,操作简便,提高了钻具卸扣效率,降低了工人劳动强度。

钻杆松扣器的研制

钻杆松扣器是自动卸钻杆装置的重要组成部分,主要用于整体式螺旋钻杆加工时进行松扣动作,配合卸扣器实现快速全自动化卸钻杆。介绍了钻杆松扣器的整体结构布局,通过相关分析计算,选出了适合的夹紧油缸和松扣油缸,结合实际工况要求设计了钻杆松扣器液压控制系统。钻杆松扣器有利于提高螺旋钻杆自动化加工水平,降低操作人员的劳工强度,提高操作安全性。

松软煤层套管钻机夹持机构设计与分析

针对松软煤层钻孔钻进深度较浅、成孔率不高等因素,采用套管钻进技术提高松软煤层钻孔成孔率和成孔深度。根据套管钻进对套管钻机夹持机构的功能要求,介绍了夹持机构的特点、结构组成和工作原理。通过对夹持机构的夹持力、夹持油缸夹持能力和卸扣油缸卸扣能力的计算分析,并对主体结构部件进行有限元分析,结果表明,夹持机构部件的参数选择和结构设计满足使用要求,为提高夹持机构的可靠性和套管钻机的整体性能提供了保障。

山地模块化地面钻机关键技术研究

针对山地复杂地形矿区,大型车载式地面钻机无法直接驶入钻场施工的难题,研制了山地模块化地面钻机。对该钻机的倍程式给进机构、给进机构液压系统、双马达动力头和可翻转式提引卸扣器等关键技术进行了研究,采用理论计算、结构设计和模态仿真分析等方法,实现了给进油缸小行程情况下给进行程的放大、给进速度的稳定可调以及动力头旋转在高低速模式下无级变速等功能,提高了山地模块化地面钻机加接钻杆工效。同时,在钻机整体方案设计时采用了模块化设计的思路,可实现钻机的模块化拆解搬迁,大大提高了钻机适用性。山地模块化地面钻机能够用于山地复杂地形及通行路况差的煤矿区地面施工,可降低施工成本,提高钻进效率。该钻机为山地复杂地形矿区地面钻井施工提供了装备支撑,并为以后同类型设备和技术研究提供了参考依据。

煤矿用自动化钻机同步夹持机构改进设计与试验

为了提高自动化钻机夹持机构自身的对中性,解决夹持机构夹持中心与动力头回转中心偏离的问题,设计了一种煤矿井下自动化钻机用液压松紧型开放式同步夹持机构。根据自动化钻进对钻机夹持机构的功能要求,介绍了同步夹持机构的特点、结构组成和工作原理。对同步夹持机构的夹紧力、夹持油缸夹紧能力和卸扣油缸卸扣能力的进行校核计算,同时对同步夹持机构进行调试试验。结果表明,同步夹持机构改进设计和部件的参数选择满足自动化钻机的使用要求,为提高夹持机构的可靠性和自动化钻机的整体性能提供了保障。