一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置的制作方法

专利2025-12-19  4


本发明属于钻探,尤其涉及一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置。


背景技术:

1、覆岩隔离注浆充填技术是一种用于解决煤矿开采中地表沉陷控制、煤基固废处置、水资源保护、采动矿震防治等采矿工程难题的技术。这项技术通过地面钻孔对采动覆岩离层区进行高压注浆充填,在工作面中部形成一定宽度的压实支撑区,利用压实区与隔离煤柱联合控制覆岩关键层结构的稳定性,从而减小地表下沉,保护地表建筑物和农田不受采煤活动的影响。该技术通过注浆充填参数与覆岩关键层特征等因素的考虑,建立流固耦合数值模型,确定主充填层位形成条件及注浆充填体的动态演化特征,进而实现高效低成本绿色开采技术的重大突破,在注浆前需要对填充区域进行钻孔,但对碎屑岩段进行钻孔时,由于碎岩及颗粒岩较多,导致钻孔后孔壁一坍塌,现提出一种能够防止孔壁坍塌的结构。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,解决了上述问题。

2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,包括机架,还包括:加压组件,用于防止孔壁塌陷;所述加压组件,包括支架、滑筒、撑杆a以及撑杆b,所述支架滑动连接在机架上,所述支架中滑动连接有滑筒,所述滑筒上铰接有多个撑杆a,所述撑杆a的另一端铰接在压板上,所述压板上滑动连接有滑块,所述滑块上铰接有撑杆b,所述撑杆b的另一端铰接在支架上。

3、在上述技术方案的基础上,本发明还提供以下可选技术方案:

4、进一步的技术方案:所述撑杆a上转动连接有轴,所述轴的另一端与撑杆b转动连接,所述滑筒螺纹连接在往复丝杆上,所述往复丝杆与支架转动连接,所述往复丝杆上固定连接有齿轮,所述齿轮与电机输出轴上固定装配的齿轮啮合连接,所述往复丝杆与钻探组件连接,所述往复丝杆与传动组件连接。

5、进一步的技术方案:所述钻探组件,包括圆筒、内齿轮以及外齿轮,所述齿轮与圆筒转动连接,所述圆筒与支架固定连接,所述内齿轮固定连接在往复丝杆上,多个所述外齿轮与内齿轮啮合连接。

6、进一步的技术方案:所述外齿轮与齿轮环a啮合连接,所述齿轮环a与圆筒固定连接,多个所述外齿轮轴心处分别固定连接有导杆。

7、进一步的技术方案:多个所述导杆与衬板转动连接,所述衬板与圆筒转动连接,多个所述导杆上分别固定连接有钻筒,所述钻筒上设有多个切斜刀刃。

8、进一步的技术方案:所述钻筒上滑动连接有刺锥,所述刺锥上固定连接有滑环,所述滑环螺纹连接在往复丝杆a上,所述往复丝杆a与钻筒转动连接。

9、进一步的技术方案:所述往复丝杆a上固定连接有齿轮a,所述齿轮a啮合连接在齿轮环a上,所述齿轮环a与圆筒固定连接。

10、进一步的技术方案:所述传动组件,包括蜗杆、蜗轮以及轴,所述蜗杆固定连接在往复丝杆上,所述蜗杆与蜗轮啮合连接,所述蜗轮轴心处固定连接有轴,所述轴与支架转动连接。

11、进一步的技术方案:所述轴底部固定连接有传动齿轮,所述传动齿轮啮合连接在齿条上,所述齿条与机架固定连接,所述机架上对称固定连接有滑杆,所述支架滑动连接在滑杆上。

12、有益效果

13、本发明提供了一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,与现有技术相比具备以下有益效果:

14、1、开始钻孔后,随着钻孔深度增加多个钻筒开始进入钻孔中,此时压板被同步带入钻孔中,此时往复丝杆转动时,带动其上螺纹连接的滑筒开始沿其与支架连接处进行线性运动,从而使滑筒带动其上铰接的撑杆a开始同步运动,从而使撑杆a开始推动与其铰接的压板,从而使压板上滑动连接的滑块开始沿其上滑槽进行线性运动,从而使滑块上铰接的撑杆b开始同步运动,此时在压板与撑杆a的配合下撑杆b开始循环进行线性运动,再此过程中压板开始循环对孔壁进行按压,通过加压的方式加强碎屑岩与泥土连接的稳定性,从而防止孔壁坍塌;

15、2、相关技术人员将本装置放置与待钻孔处,并开始启动电机,从而使电机带动与其输出齿轮啮合连接的齿轮开始转动,从而使齿轮轴心处固定连接的往复丝杆开始转动,从而使往复丝杆带动与其固定连接的内齿轮开始转动,从而使内齿轮带动与其啮合连接的多个外齿轮开始转动,从而使外齿轮在与其啮合连接的齿轮环a的配合下自转的同时围绕内齿轮进行公转,从而使外齿轮轴心处固定连接的导杆开始同步转动,从而使导杆带动与其固定连接的钻筒开始同步转动,从而通过钻筒对土壤进行打磨,同时钻筒上设置的倾斜刀刃能有效增加其对大块碎屑岩的破块能力,同时当钻筒进行公转时,齿轮a开始间歇性与齿轮环a接触,并在齿轮环a的配合下开始转动,从而使齿轮a轴心处固定连接的往复丝杆a开始转动,从而使往复丝杆a上螺纹连接的滑环开始进行线性运动,此时外齿轮开始带动与其固定连接的刺锥,使刺锥开始沿其与钻筒连接处进行线性运动,从而使刺锥开始循环往复刺入钻筒前方的土壤中,以破坏其完整性,从而使钻筒能够有效打磨处孔洞;此时往复丝杆转动时其上固定连接的蜗杆开始转动,从而使蜗杆带动与其啮合连接的蜗轮同步转动,从而使蜗轮轴心处固定连接的轴开始转动,使轴底部固定连接的传动齿轮同步转动,从而使传动齿轮在与其啮合连接的齿条的配合下,带动支架开始沿其与滑杆连接处进行线性运动,从而通过此种方式推动钻筒,从而调整钻筒的钻孔深度。



技术特征:

1.一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,包括机架(101),其特征在于,还包括:

2.根据权利要求1所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述撑杆a(203)上转动连接有轴(207),所述轴(207)的另一端与撑杆b(204)转动连接,所述滑筒(202)螺纹连接在往复丝杆(208)上,所述往复丝杆(208)与支架(201)转动连接,所述往复丝杆(208)上固定连接有齿轮(209),所述齿轮(209)与电机(2001)输出轴上固定装配的齿轮啮合连接,所述往复丝杆(208)与钻探组件(3)连接,所述往复丝杆(208)与传动组件(4)连接。

3.根据权利要求2所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述钻探组件(3),包括圆筒(301)、内齿轮(302)以及外齿轮(303),所述齿轮(209)与圆筒(301)转动连接,所述圆筒(301)与支架(201)固定连接,所述内齿轮(302)固定连接在往复丝杆(208)上,多个所述外齿轮(303)与内齿轮(302)啮合连接。

4.根据权利要求3所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述外齿轮(303)与齿轮环a(304)啮合连接,所述齿轮环a(304)与圆筒(301)固定连接,多个所述外齿轮(303)轴心处分别固定连接有导杆(305)。

5.根据权利要求4所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,多个所述导杆(305)与衬板(306)转动连接,所述衬板(306)与圆筒(301)转动连接,多个所述导杆(305)上分别固定连接有钻筒(307),所述钻筒(307)上设有多个切斜刀刃。

6.根据权利要求5所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述钻筒(307)上滑动连接有刺锥(308),所述刺锥(308)上固定连接有滑环(3003),所述滑环(3003)螺纹连接在往复丝杆a(309)上,所述往复丝杆a(309)与钻筒(307)转动连接。

7.根据权利要求6所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述往复丝杆a(309)上固定连接有齿轮a(3001),所述齿轮a(3001)啮合连接在齿轮环a(3002)上,所述齿轮环a(3002)与圆筒(301)固定连接。

8.根据权利要求2所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述传动组件(4),包括蜗杆(401)、蜗轮(402)以及轴(403),所述蜗杆(401)固定连接在往复丝杆(208)上,所述蜗杆(401)与蜗轮(402)啮合连接,所述蜗轮(402)轴心处固定连接有轴(403),所述轴(403)与支架(201)转动连接。

9.根据权利要求8所述的碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,其特征在于,所述轴(403)底部固定连接有传动齿轮(404),所述传动齿轮(404)啮合连接在齿条(405)上,所述齿条(405)与机架(101)固定连接,所述机架(101)上对称固定连接有滑杆(406),所述支架(201)滑动连接在滑杆(406)上。


技术总结
本发明公开了一种碎屑岩段覆岩隔离注浆用钻探装置,包括机架,还包括:加压组件,用于防止孔壁塌陷;所述加压组件,包括支架、滑筒、撑杆A以及撑杆B,所述支架滑动连接在机架上,所述支架中滑动连接有滑筒,所述滑筒上铰接有多个撑杆A,所述撑杆A的另一端铰接在压板上,所述压板上滑动连接有滑块,所述滑块上铰接有撑杆B,所述撑杆B的另一端铰接在支架上;本发明,能够有效防止孔壁坍塌。

技术研发人员:孟飞,何经忠,郭阳阳,王卫,单凌铭,袁飞,周子龙,孙睿,高祥,肖义龙,田兴隆,王梦雨,冉林,吴宇娟,张肖,孔令奇,李达明,种奔奔,张卫,马楠,黄继波,张霄旭,孙志杰,刘梦琪,王程军
受保护的技术使用者:中勘资源勘探科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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