【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿井下钻进领域，具体是涉及一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统及方法。
技术介绍
1、传统的煤矿井下定向钻进设备包括有钻机，钻机在矿井中可以在不同角度打孔、取芯、注水和地质勘探等，应用功能性较强，部分分体式钻机在矿井中迁移较为不便，矿井中钻进施工位置较多，钻机需要被频繁的搬迁，增加施工人员劳动量。
2、为此，专利公开号为cn106567674a的煤矿井下履带式高转速螺旋钻进钻机，包括电磁起动器、散热器、泵站、吊装提升装置、操纵台、稳固调角装置、主机、座椅、履带车体，电磁起动器设置在散热器后方；吊装提升装置设置于履带车体上；稳固调角装置设置于履带车体前方两个角处；操纵台设置于稳固调角装置的后方；主机通过两根横梁固定在稳固调角装置前方；散热器设置在履带车体凹槽内；钻机给进行程长，整机施工效率高，工人劳动强度小。
3、一些煤矿的地形复杂，在定向钻进的过程中，钻轴受到高硬度复杂地形的影响，钻进过程中会产生回旋运动的情况，钻轴定向钻进的角度偏移，影响定向钻进的稳定性和精准性，此外，现有的部分钻进设备在施工时不便于对钻轴回旋运动进行监测，当钻轴产生的回旋运动在钻进过程中逐渐增大时，继续钻进可能会损坏钻轴，减少钻轴使用寿命。
技术实现思路
1、针对上述问题，提供一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统及方法，通过定向支撑组件支撑加固钻轴钻进的方向和位置，降低钻轴钻进的不平衡力，减少钻进时回旋偏振的情况解决了在定向钻进的过程中，钻轴受到高硬度复杂地形的影响，钻进
2、为解决现有技术问题，本专利技术提供一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，包括履带行走组件和固定在履带行走组件上的控制组件，钻进系统还包括安装在履带行走组件上的转向组件、安装在转向组件上钻进井下矿石的钻进组件、安装在钻进组件上稳定加固钻进方向的定向支撑组件；所述转向组件能够驱动调节钻进组件的钻井方向和高度；所述钻进组件包括安装在转向组件上的导向架，导向架中嵌合安装有驱动带，驱动带上固定连接有滑行座，滑行座滑动安装在导向架上，滑行座中固定安装有钻进电机，钻进电机输出端连接有钻轴，钻轴贯穿滑动安装在导向架上。
3、优选的，所述转向组件包括固定安装在履带行走组件上的底座，底座上转动安装有控向臂杆，控向臂杆与导向架之间转动装配；控向臂杆与底座之间转动连接有下液压杆，控向臂杆与导向架之间转动连接有上液压杆。
4、优选的，所述定向支撑组件包括固定在导向架上的固定座，固定座中嵌合安装有转向电机，转向电机的输出端连接有转向滑筒，所述转向滑筒与固定座之间转动装配，转向滑筒中贯穿滑动连接有立杆，立杆下端转动连接有限位杆，限位杆上固定装配有地面支座。
5、优选的，所述转向滑筒上安装有调节立杆竖直移动位置的移位组件。
6、优选的，所述移位组件包括固定在转向滑筒上的导向滑筒，导向滑筒上固定安装有固定框，固定框上开设有滑槽，固定框中转动连接有丝杆，丝杆外部螺纹装配有内螺纹架；所述内螺纹架与立杆之间固定装配，内螺纹架与滑槽贯穿滑动装配。
7、优选的，所述立杆上固定安装有气缸，气缸下方升降端固定装配有升降块，升降块上转动安装有拉杆，所述拉杆与限位杆之间转动装配。
8、优选的，所述升降块上转动连接有联动杆，联动杆上转动安装有支撑臂杆，支撑臂杆转动安装在固定框上，支撑臂杆上固定安装有支撑架，所述支撑架上安装有支撑在井下墙体上的立面支座。
9、优选的，所述导向架上安装有检测钻轴钻进回旋运动的偏振检测组件。
10、优选的，所述偏振检测组件包括固定在导向架上的圈环，圈环同轴套设在钻轴的外部，圈环中卡合安装有安装罩，所述安装罩中转动连接有弹性伸缩杆件，弹性伸缩杆件上转动装配有c型架，c型架上安装有检测滚筒，安装罩中固定安装有距离传感器，距离传感器与c型架直线对应分布。
11、本专利技术还包括一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进方法，具有上述一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，包括以下步骤：
12、s1、调整定向钻进位置和角度，通过履带行走组件调整钻进组件对应在煤矿井下的位置，运行转向组件可以调整钻进组件对应在井下的角度和高度，保持钻轴按照一定的角度定向钻进矿石中。
13、s2、支撑定向组钻进位置，展开定向支撑组件，定向支撑组件支撑在钻进组件的下方，与井下的底面和墙面均有支撑加固结构，降低钻进过程中钻轴的回旋偏振现象。
14、s3、调整钻进位置，钻轴在定向钻进时受到复杂地形的影响产生强烈的回旋偏振现象，停止高速钻进，通过滑行座后移钻轴，对钻进的地形检测分析，选择合适的位置再次钻进施工。
15、本专利技术相比较于现有技术的有益效果是：
16、1.本专利技术中设置有定向支撑组件支撑加固钻进组件定向钻进的位置和角度，调整钻进组件的施工角度和位置后，展开定向支撑组件，运行气缸推动升降块向下移动，拉杆推动地面支座向下转动至水平状态，通过移位组件推动立杆向下移动，立杆带动地面支座下移支撑设置在矿井的底面上，展开地面支座的同时，联动杆两端转动推动支撑臂杆向下转动，支撑臂杆通过支撑架控制立面支座向下转动至竖直状态，移动履带行走组件，使得立面支座可以支撑在钻进的墙面上，在地面支座和立面支座两组支撑结构作用下，可以保持钻进组件钻进矿石过程中的稳定性，减少钻轴的不平衡力，降低钻轴回旋偏振的情况。
17、2.本专利技术中设置有偏振检测组件对钻轴钻进过程中的回旋运动大小进行检测，偏振检测组件套设在钻轴的外部，钻轴在转动过程中收到矿井地形的影响产生回旋运动，钻轴的承受较大的载荷力，钻轴的运动状态传递到外部接触的检测滚筒上，检测滚筒偏振的状态和频率可以通过距离传感器与c型架之间的间距侧面反映出来，如果距离传感器检测到与c型架之间的间距波动较大且产生波动的频率较高时，则钻轴此时产生的回旋运动较大，不宜再钻进施工，需要将钻轴向外移动退出，勘测地形后再选择合适的位置钻进施工。
18、3.本专利技术中设置有转向组件可以灵活调整钻进组件对应的高度和角度，运行下液压杆可以调节控向臂杆的转动角度，从而调整钻进组件钻进对应的高度，运行上液压杆可以调节导向架的角度，从而调整钻轴组钻进的角度，保持钻进组件精准定向钻进施工。
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1.一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，包括履带行走组件（1）和固定在履带行走组件（1）上的控制组件（2），其特征在于：钻进系统还包括安装在履带行走组件（1）上的转向组件（3）、安装在转向组件（3）上钻进井下矿石的钻进组件（4）、安装在钻进组件（4）上稳定加固钻进方向的定向支撑组件（5）；
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述转向组件（3）包括固定安装在履带行走组件（1）上的底座（31），底座（31）上转动安装有控向臂杆（32），控向臂杆（32）与导向架（41）之间转动装配；
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述定向支撑组件（5）包括固定在导向架（41）上的固定座（51），固定座（51）中嵌合安装有转向电机（52），转向电机（52）的输出端连接有转向滑筒（53），所述转向滑筒（53）与固定座（51）之间转动装配，转向滑筒（53）中贯穿滑动连接有立杆（54），立杆（54）下端转动连接有限位杆（55），限位杆（55）上固定装配有地面支座（56）。
4.根据权利要求
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述移位组件（541）包括固定在转向滑筒（53）上的导向滑筒（5411），导向滑筒（5411）上固定安装有固定框（5412），固定框（5412）上开设有滑槽（5413），固定框（5412）中转动连接有丝杆（5414），丝杆（5414）外部螺纹装配有内螺纹架（5415）；
6.根据权利要求4所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述立杆（54）上固定安装有气缸（561），气缸（561）下方升降端固定装配有升降块（562），升降块（562）上转动安装有拉杆（563），所述拉杆（563）与限位杆（55）之间转动装配。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述升降块（562）上转动连接有联动杆（571），联动杆（571）上转动安装有支撑臂杆（572），支撑臂杆（572）转动安装在固定框（5412）上，支撑臂杆（572）上固定安装有支撑架（573），所述支撑架（573）上安装有支撑在井下墙体上的立面支座（574）。
8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述导向架（41）上安装有检测钻轴（45）钻进回旋运动的偏振检测组件（6）。
9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述偏振检测组件（6）包括固定在导向架（41）上的圈环（61），圈环（61）同轴套设在钻轴（45）的外部，圈环（61）中卡合安装有安装罩（62），所述安装罩（62）中转动连接有弹性伸缩杆件（63），弹性伸缩杆件（63）上转动装配有C型架（64），C型架（64）上安装有检测滚筒（65），安装罩（62）中固定安装有距离传感器（66），距离传感器（66）与C型架（64）直线对应分布。
10.一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，包括履带行走组件（1）和固定在履带行走组件（1）上的控制组件（2），其特征在于：钻进系统还包括安装在履带行走组件（1）上的转向组件（3）、安装在转向组件（3）上钻进井下矿石的钻进组件（4）、安装在钻进组件（4）上稳定加固钻进方向的定向支撑组件（5）；
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述转向组件（3）包括固定安装在履带行走组件（1）上的底座（31），底座（31）上转动安装有控向臂杆（32），控向臂杆（32）与导向架（41）之间转动装配；
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述定向支撑组件（5）包括固定在导向架（41）上的固定座（51），固定座（51）中嵌合安装有转向电机（52），转向电机（52）的输出端连接有转向滑筒（53），所述转向滑筒（53）与固定座（51）之间转动装配，转向滑筒（53）中贯穿滑动连接有立杆（54），立杆（54）下端转动连接有限位杆（55），限位杆（55）上固定装配有地面支座（56）。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述转向滑筒（53）上安装有调节立杆（54）竖直移动位置的移位组件（541）。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下复杂地形复合定向钻进系统，其特征在于：所述移位组件（541）包括固定在转向滑筒（53）上的导向滑筒（5411），导向滑筒（5411）上固定安装有固定框（5412），固定框（5412）上开设有滑槽（5413），固定框（5412）中转动连接有丝杆（5414），丝杆（5414）...
【专利技术属性】
技术研发人员：张跃兵，刘文武，李雪健，侯祥建，肖俊，
申请(专利权)人：山西亚美大宁能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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