一种自动化拼装筒杆、筒杆自动化拼装系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种自动化拼装筒杆、筒杆自动化拼装系统及方法，该拼装系统包括筒杆自锁单元、增压油缸单元、支护单元、扭簧、支护锁紧单元、筒杆本体以及升降机构；筒杆自锁单元固定安装在筒杆本体内部，增压油缸通过螺钉安装在筒杆本体的油缸孔内，支护锁紧单元、扭簧固定安装在筒杆本体的筒壁槽内，支护单元与筒杆本体转动连接上。本发明专利技术中，上筒杆、下筒杆依次通过升降单元上升至配合平台，在配合平台实现与钻头筒杆、上筒杆和下筒杆之间的自锁连接。同时由于上筒杆和下筒杆之间设置两道锁紧副、支护板与两筒杆均为面接触、上筒杆的支护单元通过其上安装的滚轮与岩壁滚动接触，因此该拼接系统的稳定性强，改善了大直径深孔中筒杆易失稳问题。失稳问题。失稳问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化拼装筒杆、筒杆自动化拼装系统及方法


[0001]本专利技术属于钻井设备领域，尤其涉及一种自动化拼装筒杆、筒杆自动化拼装系统及方法。

技术介绍

[0002]我国是全球最大的煤炭消费、生产和进口国，煤炭资源总量占国家一次能源资源总量的90%以上，这决定了相当长的时间内煤炭作为我国主体能源的地位不会改变。其中，2019年全年能源消费总量48.6亿吨标准煤，比上年增长3.3%，其中煤炭消费量增长1%；煤炭消费量占能源消费总量的57.7%，比上年下降1.5个百分点。由此可见，尽管我国煤炭消费占比呈下降趋势，但煤炭消费量却逐年增加，对煤炭资源的需求仍然很大。目前，我国煤炭等矿井的开采已逐渐向深层和复杂地层发展，对深层、复杂地层矿产资源安全高效开采技术和装备提出了更高的要求和新的挑战。现有技术中，为提高矿井开采效率，解决传统钻孔方式排渣难的问题，自下而上钻孔应用越发广泛。自下而上钻孔所钻挖的矿石能通过筒杆内部进行排出，内部设置的斜度板能够防止矿石高速下落造成危害，排渣快速高效，大幅减小排渣作业导致的停工时长，矿井开采效率得到有效提升。
[0003]但上述自下而上钻孔存在如下弊端：1）因钻头直径大于筒杆直径，当钻挖深度过深时，筒杆容易失稳，影响钻孔轨迹的精确性以及钻头的使用寿命；2）依靠井下工人进行筒杆的连接，费时费力，不仅制约钻挖效率的提高，也不符合矿井机械化、无人化生产的发展目标。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种自动化拼装筒杆、筒杆自动化拼装系统及方法，该筒杆可实现自动化安装，且稳定性高。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种自动化拼装筒杆，包括：筒杆本体，所述筒杆本体内开设供岩渣排出的筒孔；所述筒杆本体的外壁上由下到上依次设置支护单元、扭簧和支护锁紧单元；所述筒杆本体的底面上开设若干支护凹槽，所述支护凹槽内开设销孔；所述筒杆本体的顶面上设置与所述销孔同轴的锁紧销；支护单元，用于支撑所述筒杆本体，包括转动安装于所述筒杆本体的支护板；所述支护板靠近筒杆本体的内段与所述支护凹槽配合，所述内段上开设与所述销孔对应的圆孔；所述支护板远离筒杆本体的外段上开设自锁槽；所述支护板处于展开状态时， 所述支护板与岩壁相抵；支护锁紧单元，转动安装于所述筒杆本体上的第一筒壁槽孔内；所述支护锁紧单元包括钩板，所述钩板朝第一筒壁槽孔外延伸的外端形成一与所述自锁槽配合的钩锁；所述钩板背向钩锁的内段通过弹簧固定于所述第一筒壁槽孔的顶部，所述钩板的内段和所述第一筒壁槽孔的底部之间设置第二液压油缸，所述第二液压油缸的输出端固定于所述钩板；
扭簧，用于推动与所述钩锁分离后的所述支护板，所述扭簧固定于所述筒杆本体上的第二筒壁槽孔内，所述扭簧的一端伸出所述第二筒壁槽孔并抵住所支护板。
[0005]优选地，所述筒杆本体的底面上开设若干自锁孔，所述筒杆本体的顶面设置与所述自锁孔同轴的自锁杆；所述筒杆本体上开设一自锁凹槽，所述自锁凹槽连通所述自锁孔；所述自锁凹槽内设置依次连接且位于同一直线的复位弹簧、销锁和第一液压油缸；所述复位弹簧固定于所述自锁凹槽的内壁；所述第一液压油缸的输出端连接所述销锁；所述第一液压油缸固定于所述自锁凹槽的内壁；所述销锁的锁紧块与下一个筒杆本体的所述自锁杆上的凹槽配合，以将两筒杆本体锁紧。
[0006]优选地，所述筒杆本体的外壁上固定筒壁油缸孔，所述筒壁油缸孔内固定一增压油缸，所述增压油缸的增压油缸缸杆朝所述筒壁油缸孔的外部延伸；所述增压油缸通过油管与所述第一液压油缸、第二液压油缸连接。
[0007]优选地，所述支护板远离筒杆本体的外端转动安装一滚轮；所述支护板处于展开状态时，所述滚轮与岩壁接触。
[0008]优选地，所述筒杆本体的筒孔内设置的倾斜设置的的斜度板。
[0009]一种筒杆自动化拼装系统，包括所述的自动化拼装筒杆，还包括：配合平台，用于支撑所述筒杆本体，所述配合平台上开设供所述筒杆本体穿过的平台通道；所述配合平台的下方设置一升降单元；所述配合平台的上端面固定若干第三液压油缸；所述第三液压油缸的输出端朝向所述筒杆本体；所述第三液压油缸的输出端固定一插板，所述插板与所述筒壁油缸孔配合以将所述筒杆本体固定于所述配合平台；升降单元，所述升降单元的输出端设置一用于承载所述自动化拼装筒杆的升降平台。
[0010]优选地，所述配合平台的下端面设置若干支撑杆，所述升降平台可沿所述支撑杆移动；所述升降单元的输出端固定于所述升降平台的下端面。
[0011]优选地，所述升降单元包括一升降液压缸。
[0012]一种筒杆自动化拼装方法，基于所述的筒杆自动化拼装系统，包括以下步骤：步骤1：在升降平台上放置上筒杆，上筒杆为自动化拼装筒杆，之后升降单元带动升降平台朝配合平台方向进给，最后上筒杆穿过配合平台的平台通道，直至上筒杆的筒杆本体的底面与配合平台的顶面共面；在进给的过程中，支护板收紧至贴合筒杆本体；步骤2：第三液压油缸伸出，带动插板挤压增压油缸的增压油缸缸杆，插板插入筒壁油缸孔内以将筒杆本体固定于配合平台；同时，增加油缸受挤压产生高压油液，使得第一液压油缸以及第二液压油缸工作；第二液压油缸的缸杆伸出，推动上方的钩板向上发生倾斜，钩锁与自锁槽之间分离，支护板进入摆动工序；第一液压油缸的缸杆伸出，推动销锁移动，自锁孔中的锁紧块移出自锁孔，以保证下筒杆的自锁杆可插入上筒杆的自锁孔中；步骤3：升降平台在升降单元的作用下下降以承载下筒杆；下筒杆与上筒杆的结构相同；同时，收紧状态的支护板在扭簧的作用下发生摆动，直至摆动到支护板卡设于平台通道和上筒杆的筒杆本体之间，且支护板靠近上筒杆的内段位于平台通道内；
步骤4：在升降平台上放置下筒杆，之后升降单元带动升降平台朝配合平台方向进给；步骤5：当升降平台将下筒杆提升到设定位置时，下筒杆上的锁紧销推动支护板的内段，直至支护板摆动至贴合上筒杆和下筒杆，此时，下筒杆的锁紧销同时与支护板上的圆孔、上筒杆的销孔配合且下筒杆的自锁杆插入上筒杆的自锁孔中；步骤6：第三液压油缸的缸杆带动插板收回以解除上筒杆的固定状态；上筒杆的增压油缸缸杆在油缸复位弹簧的作用下恢复原状，增压油缸释放，上筒杆的第一液压油缸和第二液压油缸停止工作，上筒杆的销锁在复位弹簧作用下恢复到初始位置以与下筒杆上的自锁杆配合，将上筒杆和下筒杆锁紧，上筒杆的钩锁在弹簧作用下恢复至锁死位置；下筒杆在升降平台的提升下开始穿过配合平台的平台通道，直至下筒杆底面与配合平台顶面共面，在下筒杆提升的过程中，下筒杆的支护单元收紧至贴合下筒杆。
[0013]优选地，在步骤1之前，还包括以下步骤：在配合平台上放置钻头筒杆，之后第三液压油缸伸出，带动插板挤压钻头筒杆上的增压油缸的增压油缸缸杆，插板插入钻头筒杆的筒壁油缸孔内以将钻头筒杆固定于配合平台；同时钻头筒杆的增压油缸受压输出高压油至第一液压油缸，带动钻头筒杆的第一液压油缸的缸杆伸出，第一液压油缸推动钻头筒杆内的销锁左移，钻头筒杆的自锁孔中的锁紧块移出自锁孔，以保证上筒杆的自锁杆可插入钻头筒杆的自锁孔中。
[0014]与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化拼装筒杆，其特征在于，包括：筒杆本体，所述筒杆本体内开设供岩渣排出的筒孔；所述筒杆本体的外壁上由下到上依次设置支护单元、扭簧和支护锁紧单元；所述筒杆本体的底面上开设若干支护凹槽，所述支护凹槽内开设销孔；所述筒杆本体的顶面上设置与所述销孔同轴的锁紧销；支护单元，用于支撑所述筒杆本体，包括转动安装于所述筒杆本体的支护板；所述支护板靠近筒杆本体的内段与所述支护凹槽配合，所述内段上开设与所述销孔对应的圆孔；所述支护板远离筒杆本体的外段上开设自锁槽；所述支护板处于展开状态时，所述支护板与岩壁相抵；支护锁紧单元，转动安装于所述筒杆本体上的第一筒壁槽孔内；所述支护锁紧单元包括钩板，所述钩板朝第一筒壁槽孔外延伸的外端形成一与所述自锁槽配合的钩锁；所述钩板背向钩锁的内段通过弹簧固定于所述第一筒壁槽孔的顶部，所述钩板的内段和所述第一筒壁槽孔的底部之间设置第二液压油缸，所述第二液压油缸的输出端固定于所述钩板；扭簧，用于推动与所述钩锁分离后的所述支护板，所述扭簧固定于所述筒杆本体上的第二筒壁槽孔内，所述扭簧的一端伸出所述第二筒壁槽孔并抵住所支护板。2.根据权利要求1所述的自动化拼装筒杆，其特征在于，所述筒杆本体的底面上开设若干自锁孔，所述筒杆本体的顶面设置与所述自锁孔同轴的自锁杆；所述筒杆本体上开设一自锁凹槽，所述自锁凹槽连通所述自锁孔；所述自锁凹槽内设置依次连接且位于同一直线的复位弹簧、销锁和第一液压油缸；所述复位弹簧固定于所述自锁凹槽的内壁；所述第一液压油缸的输出端连接所述销锁；所述第一液压油缸固定于所述自锁凹槽的内壁；所述销锁的锁紧块与下一个筒杆本体的所述自锁杆上的凹槽配合，以将两筒杆本体锁紧。3.根据权利要求2所述的自动化拼装筒杆，其特征在于，所述筒杆本体的外壁上固定筒壁油缸孔，所述筒壁油缸孔内固定一增压油缸，所述增压油缸的增压油缸缸杆朝所述筒壁油缸孔的外部延伸；所述增压油缸通过油管与所述第一液压油缸、第二液压油缸连接。4.根据权利要求3所述的自动化拼装筒杆，其特征在于，所述支护板远离筒杆本体的外端转动安装一滚轮；所述支护板处于展开状态时，所述滚轮与岩壁接触。5.根据权利要求1所述的自动化拼装筒杆，其特征在于，所述筒杆本体的筒孔内设置的倾斜设置的的斜度板。6.一种筒杆自动化拼装系统，包括权利要求4所述的自动化拼装筒杆，其特征在于，还包括：配合平台，用于支撑所述筒杆本体，所述配合平台上开设供所述筒杆本体穿过的平台通道；所述配合平台的下方设置一升降单元；所述配合平台的上端面固定若干第三液压油缸；所述第三液压油缸的输出端朝向所述筒杆本体；所述第三液压油缸的输出端固定一插板，所述插板与所述筒壁油缸孔配合以将所述筒杆本体固定于所述配合平台；升降单元，所述升降单元的输出端设置一用于承载所述自动化拼装筒杆的升降平台。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：江红祥，王永信，刘送永，朱真才，李建平，李洪盛，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：