【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及井下钻进，具体是一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备。
技术介绍
1、在矿山井下勘探与开采的复杂环境中，冲击旋转联合钻进技术凭借其高效性和广泛的适应性，逐渐成为行业内关注的焦点并得到广泛应用。该技术结合了旋转切削与冲击破碎的双重优势，有效提升了钻井效率与岩层穿透能力。然而，尽管具有显著优势，传统的矿山井下冲击旋转钻进设备在应对多变且严苛的地下条件时，仍面临着一系列技术挑战与局限性。
2、传统设备通常采用机械传动或液压传动系统作为核心动力源，通过外部钻柱传递轴向力，驱动钻头在岩层中推进。钻头内部集成的旋转机构，则依赖于电机或液压马达的驱动，实现旋转切削动作，以破碎岩层。为了进一步提升破岩效果，部分设备还额外配备了冲击装置，利用机械撞击或液压脉冲对岩层施加冲击力，加速破碎过程。
3、然而，这种设计在实际操作中暴露出几个关键问题。首先，动力来源的单一性限制了设备的能量利用效率。传统设备主要依赖电机或液压马达提供动力，未能充分挖掘和利用冲洗液等流体介质所蕴含的能量，导致能量转换效率不高，增加了能耗成本。
4、其次，设备缺乏足够的自适应调节能力。在矿山井下，岩层性质千差万别，硬度、强度及裂隙分布各异。传统设备往往无法根据实时地层条件自动调整钻进参数，如转速、冲击频率及轴向压力等，难以实现钻进过程的最优化控制，影响了钻井效率和破岩效果。
5、此外，传统设备在缓冲保护、冲洗液利用及智能化水平等方面也存在明显不足。在钻井过程中，钻头易受到岩层反作用力的冲击，而传统设备的缓冲保护机制往往不
6、因此，有必要研发一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，以解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，包括：
2、外筒，其顶部与外部钻柱相连，所述钻柱用于驱动外筒进行轴向移动；
3、内筒，其外周侧固定有滑环，所述滑环与所述外筒的内壁密封滑动相连，且使得所述内筒的部分结构伸出所述外筒；
4、封环，其固定嵌入于所述外筒的内壁上，且所述封环与所述滑环之间设置有碟簧；
5、旋转驱动组件，其设置于所述内筒中，且具有一旋转驱动端，所述旋转驱动端连接有钻头；
6、其中，所述钻柱还用于向所述外筒中供给冲洗液；
7、所述旋转驱动组件至少包括固定于所述内筒内壁上的定子、配合于所述定子的转子、转轴，其中，所述转轴作为所述旋转驱动端与所述钻头相连。
8、进一步，作为优选，所述内筒的底部与所述转轴密封转动相连，所述转轴的中部具有连通所述钻头的流道，所述转轴位于所述内筒中的部分结构上还开设有连通所述流道的进液孔。
9、进一步，作为优选，所述滑环上开设有多个通孔，所述通孔在所述滑环的轴向上贯通所述滑环。
10、进一步，作为优选，所述外筒的底部还设置有径向减摩组件，所述径向减摩组件包括：
11、减摩环座，其固定于所述外筒的底部，且能够为所述滑环提供限位；
12、多个呈周向间隔分布的让位槽，其开设于所述减摩环座上；
13、支撑架，其转动设置于所述让位槽中；
14、驱动孔，其开设于所述减摩环座中，且所述驱动孔的顶部与外筒的内部连通，所述驱动孔的底部朝向所述支撑架。
15、进一步，作为优选，所述支撑架的底部为弧形结构。
16、进一步，作为优选，所述转子的顶部固定有挂轴，所述挂轴的中部为贯通结构，且表面开设有排液孔；
17、所述内筒的内壁上还固定有轴承架，用于与所述挂轴转动相连。
18、进一步，作为优选，所述内筒的内壁上还固定有集液座，所述集液座与挂轴转动相连，所述集液座的中部具有喇叭孔；
19、所述封环的内壁固定有导液环座，所述导液环座的外形对应于所述喇叭孔，以使得当所述导液环座与所述集液座卡合后，冲洗液仅从集液座进入至转子与定子之间的间隙。
20、进一步，作为优选，所述内筒与外筒之间构成有环空，以容置部分碟簧。
21、进一步，作为优选，所述外筒的外部还设置有扶正座。
22、与现有技术相比，本专利技术提供了一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，具备以下有益效果：
23、本专利技术碟簧和滑环相配合提供了良好的缓冲机制，保护钻头免受强行破岩可能造成的损坏，同时储存能量用于后续冲击，延长了钻头的使用寿命，并且相对位移产生的冲洗液脉冲效应，能够短暂提升转子转速，增加破岩效率，形成良性循环。
24、本专利技术充分利用了冲洗液的多重作用，不仅提高了钻头的冷却效果和破岩效率，还能够为径向减摩组件提供动力，保证钻进的顺利进行，为矿山勘探和开采提供了强有力的技术支持。
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1.一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述内筒（2）的底部与所述转轴（83）密封转动相连，所述转轴（83）的中部具有连通所述钻头（10）的流道，所述转轴（83）位于所述内筒（2）中的部分结构上还开设有连通所述流道的进液孔（84）。
3.根据权利要求1所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述滑环（5）上开设有多个通孔（51），所述通孔（51）在所述滑环（5）的轴向上贯通所述滑环（5）。
4.根据权利要求3所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述外筒（1）的底部还设置有径向减摩组件（9），所述径向减摩组件（9）包括：
5.根据权利要求4所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述支撑架（93）的底部为弧形结构。
6.根据权利要求1所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述转子（82）的顶部固定有挂轴（85），所述挂轴（85）的中部为贯通结构，且表面开设有排液孔（87）；
<...【技术特征摘要】
1.一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述内筒（2）的底部与所述转轴（83）密封转动相连，所述转轴（83）的中部具有连通所述钻头（10）的流道，所述转轴（83）位于所述内筒（2）中的部分结构上还开设有连通所述流道的进液孔（84）。
3.根据权利要求1所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述滑环（5）上开设有多个通孔（51），所述通孔（51）在所述滑环（5）的轴向上贯通所述滑环（5）。
4.根据权利要求3所述的一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备，其特征在于，所述外筒（1）的底部还设置有径向减摩组件（9），所述径向减摩组件（9）包括：
5.根据权利要求4所述的一种矿山井下冲击旋转联合...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟宏伟，张永亮，范文涛，周刚，陈连军，乔富尚，陈勋，杨晓霞，孙彪，路成刚，贾玉跃，吴蝴，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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