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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310886526.3(22)申请日 2023.07.19(71)申请人 太原理工智能钻进研究院有限公司地址 030032 山西省太原市山西综改示范区太原唐槐园区富民路25号综合楼西楼三层(72)发明人 李恒忠李恒强冯天祥秦志强杨腾柴勇盛马泽敏(74)专利代理机构 北京博识智信专利代理事务所(普通合伙)16067专利代理师 王广涛(51)Int.Cl.E21B 7/04(2006.01)E21B 15/04(2006.01)E21B 19/081(2006.01)E21B 19/24(200。
2、6.01)E21B 15/00(2006.01)(54)发明名称一种瓦斯抽采用定向钻机(57)摘要本发明公开了一种瓦斯抽采用定向钻机，包括钻头、移动调节板和顶部安装板，本发明属于瓦斯抽采钻孔技术领域，限位弧板与钻杆接触后，限位弧板内侧的卡接条伸入凹陷部，可以固定末端的钻杆的位置，防止末端的钻杆继续转动，此时转动轴头反转，并且向着远离钻杆的位置移动，可以使转动轴头脱离钻杆，方便后续在末端的钻杆处增加新的钻杆，增加钻杆的整体长度，提高钻孔深度。权利要求书2页 说明书5页 附图7页CN 116607883 A2023.08.18CN 116607883 A1.一种瓦斯抽采用定向钻机，包括钻头（1）、。
3、移动调节板（2）和顶部安装板（3），所述钻头（1）的一端与钻杆（101）的一端保持螺纹连接，所述钻杆（101）的另一端与转动轴头（103）保持螺纹连接，所述转动轴头（103）转动连接设于支撑立板（104）的侧壁上，其特征在于：所述钻杆（101）的另一端的外壁上设有凹陷部（102），所述凹陷部（102）沿着钻杆（101）的圆心呈圆周阵列布置，所述钻杆（101）的两侧设有限位弧板（401），所述限位弧板（401）的内弧面上安装有卡接条（402），所述卡接条（402）能够完全与凹陷部（102）相贴合，所述支撑立板（104）安装在移动调节板（2）的顶壁上，所述移动调节板（2）的两侧分别设有第一侧边立板。
4、（204）和第二侧边立板（205），所述第二侧边立板（205）内设有L型滑槽（206），所述L型滑槽（206）内滑动连接有L型滑动板（4），所述限位弧板（401）安装在L型滑动板（4）的顶端，所述第一侧边立板（204）和第二侧边立板（205）安装在顶部安装板（3）的顶壁上，所述顶部安装板（3）内设有内置液压缸（301），所述内置液压缸（301）的自由端从顶部安装板（3）的一侧侧壁上伸出，所述内置液压缸（301）的自由端安装有抵触承压板（302），所述抵触承压板（302）上安装有橡胶垫（303），所述橡胶垫（303）上安装有记忆合金板（304），所述记忆合金板（304）和橡胶垫（303）交替布置。
5、。2.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：两个所述钻杆（101）之间的端部能够通过螺纹进行连接，所述钻头（1）和钻杆（101）为空心状，所述凹陷部（102）呈等距分布，单个所述钻杆（101）上的凹陷部（102）设有四个。3.根据权利要求2所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述支撑立板（104）的另一侧侧壁上设有驱动电机（105），所述转动轴头（103）与驱动电机（105）保持转动连接。4.根据权利要求3所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述移动调节板（2）的两侧侧壁上安装有侧边安装块（201），所述侧边安装块（201）被导向杆（202）穿过，所述侧边安装块（。
6、201）可以沿着导向杆（202）滑动，所述导向杆（202）的两端分别固定在第一侧边立板（204）和第二侧边立板（205）上。5.根据权利要求4所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述第一侧边立板（204）和第二侧边立板（205）之间安装有传动丝杆（203），所述传动丝杆（203）穿过移动调节板（2），所述传动丝杆（203）与第一侧边立板（204）和第二侧边立板（205）保持转动连接。6.根据权利要求5所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述第一侧边立板（204）的侧壁上安装有调节电机（207），所述调节电机（207）与传动丝杆（203）保持转动连接。7.根据权利要求6所述的一种瓦斯。
7、抽采用定向钻机，其特征在于：所述L型滑动板（4）的底部侧壁上设有轮齿（403），所述轮齿（403）与调节齿轮（404）保持啮合连接，所述调节齿轮（404）转动连接设于顶部安装板（3）的顶壁上，所述调节齿轮（404）的轴部与底部电机（405）保持转动连接，所述底部电机（405）安装在顶部安装板（3）的底壁上。8.根据权利要求7所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述顶部安装板（3）的底部设有高度调节机构（5），所述高度调节机构（5）包括滑动短轴（503）、第一交叉杆（504）、滑动长轴（505）、第二交叉杆（506）、连接轴（507）、连接杆（508）和驱动液压缸（509），所述第一交叉杆。
8、（504）的中间段与第二交叉杆（506）的中间段保持铰接，所述第一交叉杆（504）和第二交叉杆（506）通过连接轴（507）保持铰接，所述第一交叉杆（504）和第二交叉杆（506）设有两组，所述两侧的第二交叉杆（506）之间连接有连接杆（508），所述连接杆（508）权利要求书1/2 页2CN 116607883 A2的中间段与驱动液压缸（509）的一端保持铰接，所述第一交叉杆（504）的顶部侧壁上安装有滑动短轴（503），所述第二交叉杆（506）的底部侧壁上安装有滑动长轴（505）。9.根据权利要求8所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述滑动长轴（505）和滑动短轴（503）伸入限位。
9、滑道（501）内，所述滑动长轴（505）和滑动短轴（503）可以沿着限位滑道（501）进行滑动，所述限位滑道（501）安装在基座（502）的顶壁上和顶部安装板（3）的底壁上。10.根据权利要求9所述的一种瓦斯抽采用定向钻机，其特征在于：所述第一交叉杆（504）的底端与基座（502）保持铰接，所述第二交叉杆（506）的顶端与顶部安装板（3）的底壁保持铰接，所述驱动液压缸（509）的另一端与基座（502）保持铰接。权利要求书2/2 页3CN 116607883 A3一种瓦斯抽采用定向钻机技术领域0001本发明属于瓦斯抽采钻孔技术领域，具体是指一种瓦斯抽采用定向钻机。背景技术0002对于高瓦斯低透气。
10、性煤层，煤层瓦斯含量高，瓦斯压力大，为保证煤层安全开采，需要利用钻孔预抽瓦斯，降低煤层的瓦斯含量，确保回采时瓦斯不超限，瓦斯抽采钻机是井下瓦斯处理的关键设备，目前在狭小的巷道中进行抽采孔钻孔时，大型钻机无法进入，井下工人只能采用手持式钻机进行钻孔，导致钻孔效率低，而且巷道狭窄时无法同时容纳大量工人，加长钻杆时导致工人操作困难，钻孔效率极低，同时手持式钻机的钻孔方向难以把握，工人操作时还容易破坏巷帮，因此需要一种瓦斯抽采用定向钻机来解决上述问题。发明内容0003针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种瓦斯抽采用定向钻机，来解决上述背景技术中提出的问题。0004本发明采取的技术方案如下。
11、：本发明提出了一种瓦斯抽采用定向钻机，包括钻头、移动调节板和顶部安装板，钻头的一端与钻杆的一端保持螺纹连接，钻杆的另一端与转动轴头保持螺纹连接，转动轴头转动连接设于支撑立板的侧壁上，钻杆的另一端的外壁上设有凹陷部，凹陷部沿着钻杆的圆心呈圆周阵列布置，钻杆的两侧设有限位弧板，限位弧板的内弧面上安装有卡接条，卡接条能够完全与凹陷部相贴合，支撑立板安装在移动调节板的顶壁上，移动调节板的两侧分别设有第一侧边立板和第二侧边立板，第二侧边立板内设有L型滑槽，L型滑槽内滑动连接有L型滑动板，限位弧板安装在L型滑动板的顶端，第一侧边立板和第二侧边立板安装在顶部安装板的顶壁上，顶部安装板内设有内置液压缸，内置液。
12、压缸的自由端从顶部安装板的一侧侧壁上伸出，内置液压缸的自由端安装有抵触承压板，抵触承压板上安装有橡胶垫，橡胶垫上安装有记忆合金板，记忆合金板和橡胶垫交替布置。0005作为本发明的一种优选技术方案，两个钻杆之间的端部能够通过螺纹进行连接，钻头和钻杆为空心状，凹陷部呈等距分布，单个钻杆上的凹陷部设有四个。0006作为本发明的一种优选技术方案，支撑立板的另一侧侧壁上设有驱动电机，转动轴头与驱动电机保持转动连接。0007作为本发明的一种优选技术方案，移动调节板的两侧侧壁上安装有侧边安装块，侧边安装块被导向杆穿过，侧边安装块可以沿着导向杆滑动，导向杆的两端分别固定在第一侧边立板和第二侧边立板上。0008。
13、作为本发明的一种优选技术方案，第一侧边立板和第二侧边立板之间安装有传动丝杆，传动丝杆穿过移动调节板，传动丝杆与第一侧边立板和第二侧边立板保持转动连接。0009作为本发明的一种优选技术方案，第一侧边立板的侧壁上安装有调节电机，调节电机与传动丝杆保持转动连接。0010作为本发明的一种优选技术方案，L型滑动板的底部侧壁上设有轮齿，轮齿与调节说明书1/5 页4CN 116607883 A4齿轮保持啮合连接，调节齿轮转动连接设于顶部安装板的顶壁上，调节齿轮的轴部与底部电机保持转动连接，底部电机安装在顶部安装板的底壁上。0011作为本发明的一种优选技术方案，顶部安装板的底部设有高度调节机构，高度调节机构包。
14、括滑动短轴、第一交叉杆、滑动长轴、第二交叉杆、连接轴、连接杆和驱动液压缸，第一交叉杆的中间段与第二交叉杆的中间段保持铰接，第一交叉杆和第二交叉杆通过连接轴保持铰接，第一交叉杆和第二交叉杆设有两组，两侧的第二交叉杆之间连接有连接杆，连接杆的中间段与驱动液压缸的一端保持铰接，第一交叉杆的顶部侧壁上安装有滑动短轴，第二交叉杆的底部侧壁上安装有滑动长轴。0012作为本发明的一种优选技术方案，滑动长轴和滑动短轴伸入限位滑道内，滑动长轴和滑动短轴可以沿着限位滑道进行滑动，限位滑道安装在基座的顶壁上和顶部安装板的底壁上。0013作为本发明的一种优选技术方案，第一交叉杆的底端与基座保持铰接，第二交叉杆的顶端与。
15、顶部安装板的底壁保持铰接，驱动液压缸的另一端与基座保持铰接。0014本发明提出的一种瓦斯抽采用定向钻机的有益效果如下：（1）限位弧板与钻杆接触后，限位弧板内侧的卡接条伸入凹陷部，可以固定末端的钻杆的位置，防止末端的钻杆继续转动，此时转动轴头反转，并且向着远离钻杆的位置移动，可以使转动轴头脱离钻杆，方便后续在末端的钻杆处增加新的钻杆，增加钻杆的整体长度，提高钻孔深度。0015（2）记忆合金板和橡胶垫的结合体与巷帮接触后，工人可以用力抵住顶部安装板，防止钻孔过程中设备随意移动，利用记忆合金板和橡胶垫自身的柔性特点，可以防止巷帮受到严重破坏，同时利用橡胶垫的弹性和记忆合金的形状及特性，可以延长其使用。
16、寿命，提高设备的稳定性。0016（3）第一交叉杆和第二交叉杆折叠或伸展后可以调节钻头的高度，方便对巷帮的各个部位进行钻孔。0017（4）移动调节板可以带动钻头向煤层内部移动，无需工人对钻孔设备施加外力，而且拆卸式钻杆的占用空间小，在狭小巷道内工人可以独立完成钻孔工作。附图说明0018图1为本发明提出的一种瓦斯抽采用定向钻机的整体结构示意图；图2为本发明提出的一种瓦斯抽采用定向钻机的侧视图；图3为本发明提出的一种瓦斯抽采用定向钻机的正视图；图4为本发明提出的一种瓦斯抽采用定向钻机的局部结构示意图；图5为本发明提出的第二侧边立板和L型滑动板的连接关系示意图；图6为本发明提出的顶部安装板的剖面图；图。
17、7为本发明提出的钻头和钻杆的整体结构示意图；图8为本发明提出的高度调节机构的整体结构示意图。0019其中，1、钻头，101、钻杆，102、凹陷部，103、转动轴头，104、支撑立板，105、驱动电机，2、移动调节板，201、侧边安装块，202、导向杆，203、传动丝杆，204、第一侧边立板，205、第二侧边立板，206、L型滑槽，207、调节电机，3、顶部安装板，301、内置液压缸，302、抵触承说明书2/5 页5CN 116607883 A5压板，303、橡胶垫，304、记忆合金板，4、L型滑动板，401、限位弧板，402、卡接条，403、轮齿，404、调节齿轮，405、底部电机，5、高度调。
18、节机构，501、限位滑道，502、基座，503、滑动短轴，504、第一交叉杆，505、滑动长轴，506、第二交叉杆，507、连接轴，508、连接杆，509、驱动液压缸。0020附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。具体实施方式0021下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。0022作为本发明的一个新。
19、的实施例，如图1图8所示，本发明提出了一种瓦斯抽采用定向钻机，包括钻头1、移动调节板2和顶部安装板3，钻头1的一端与钻杆101的一端保持螺纹连接，钻杆101的另一端与转动轴头103保持螺纹连接，转动轴头103转动连接设于支撑立板104的侧壁上，钻杆101的另一端的外壁上设有凹陷部102，凹陷部102沿着钻杆101的圆心呈圆周阵列布置，钻杆101的两侧设有限位弧板401，限位弧板401的内弧面上安装有卡接条402，卡接条402能够完全与凹陷部102相贴合，支撑立板104安装在移动调节板2的顶壁上，移动调节板2的两侧分别设有第一侧边立板204和第二侧边立板205，第二侧边立板205内设有L型滑槽2。
20、06，L型滑槽206内滑动连接有L型滑动板4，限位弧板401安装在L型滑动板4的顶端，第一侧边立板204和第二侧边立板205安装在顶部安装板3的顶壁上，顶部安装板3内设有内置液压缸301，内置液压缸301的自由端从顶部安装板3的一侧侧壁上伸出，内置液压缸301的自由端安装有抵触承压板302，抵触承压板302上安装有橡胶垫303，橡胶垫303上安装有记忆合金板304，记忆合金板304和橡胶垫303交替布置。0023如图7所示，两个钻杆101之间的端部能够通过螺纹进行连接，钻头1和钻杆101为空心状，凹陷部102呈等距分布，单个钻杆101上的凹陷部102设有四个。0024如图4所示，支撑立板104。
21、的另一侧侧壁上设有驱动电机105，转动轴头103与驱动电机105保持转动连接。0025如图4所示，移动调节板2的两侧侧壁上安装有侧边安装块201，侧边安装块201被导向杆202穿过，侧边安装块201可以沿着导向杆202滑动，导向杆202的两端分别固定在第一侧边立板204和第二侧边立板205上。0026如图4所示，第一侧边立板204和第二侧边立板205之间安装有传动丝杆203，传动丝杆203穿过移动调节板2，传动丝杆203与第一侧边立板204和第二侧边立板205保持转动连接。0027如图4所示，第一侧边立板204的侧壁上安装有调节电机207，调节电机207与传动丝杆203保持转动连接。0028如。
22、图3和图5所示，L型滑动板4的底部侧壁上设有轮齿403，轮齿403与调节齿轮404保持啮合连接，调节齿轮404转动连接设于顶部安装板3的顶壁上，调节齿轮404的轴部与底部电机405保持转动连接，底部电机405安装在顶部安装板3的底壁上。说明书3/5 页6CN 116607883 A60029如图8所示，顶部安装板3的底部设有高度调节机构5，高度调节机构5包括滑动短轴503、第一交叉杆504、滑动长轴505、第二交叉杆506、连接轴507、连接杆508和驱动液压缸509，第一交叉杆504的中间段与第二交叉杆506的中间段保持铰接，第一交叉杆504和第二交叉杆506通过连接轴507保持铰接，第一交。
23、叉杆504和第二交叉杆506设有两组，两侧的第二交叉杆506之间连接有连接杆508，连接杆508的中间段与驱动液压缸509的一端保持铰接，第一交叉杆504的顶部侧壁上安装有滑动短轴503，第二交叉杆506的底部侧壁上安装有滑动长轴505。0030如图8所示，滑动长轴505和滑动短轴503伸入限位滑道501内，滑动长轴505和滑动短轴503可以沿着限位滑道501进行滑动，限位滑道501安装在基座502的顶壁上和顶部安装板3的底壁上。0031如图8所示，第一交叉杆504的底端与基座502保持铰接，第二交叉杆506的顶端与顶部安装板3的底壁保持铰接，驱动液压缸509的另一端与基座502保持铰接。00。
24、32具体使用时，用户在基座502的底部安装移动装置或者将基座502安装在巷道内的导轨上，需要钻孔时将本发明移动至钻孔位置，使钻头1靠近巷帮，然后启动驱动电机105和调节电机207，驱动电机105带动钻杆101和钻头1转动，而调节电机207带动传动丝杆203转动，传动丝杆203带动移动调节板2沿着导向杆202向着靠近巷帮的方向移动，移动调节板2带动转动的钻头1和钻杆101进入巷帮，当移动调节板2移动至最靠近巷帮的位置时，钻头1无法继续前进，此时如果还未达到钻孔深度，则暂停驱动电机105和调节电机207，启动底部电机405，带动调节齿轮404转动，调节齿轮404带动两侧的L型滑动板4相互靠近，利用。
25、限位弧板401对末端的钻杆101进行夹持，此时限位弧板401内侧的卡接条402伸入凹陷部102，对末端的钻杆101进行限位和固定，然后控制驱动电机105和调节电机207反转，由于末端的钻孔无法转动，此时转动轴头103反转，可以使转动轴头103逐渐脱离钻杆101，同时使得转动轴头103原理钻杆101，接着将增加的钻杆101与末端的钻杆101连接，然后再次控制转动轴头103转动和前移，转动轴头103自动与新的钻孔进行连接，并带动新的钻杆101进入巷帮完成钻孔；在钻孔过程中，为了保证钻孔方向的精确性，工人可以用力抵住顶部安装板3，将记忆合金板304抵触在巷帮上，记忆合金板304和橡胶垫303受压后，。
26、可以减小钻孔过程中设备传递至巷帮上的振动幅度，同时利用记忆合金板304和橡胶垫303自身的柔性特点，可以防止巷帮受到严重破坏，同时利用橡胶垫303的弹性和记忆合金的形状及特性，可以延长其使用寿命，提高设备的稳定性；当需要调节钻头1和钻杆101的高度时，通过驱动液压缸509带动第一交叉杆504和第二交叉杆506折叠或伸展，即可调节钻头1和钻杆101的高度，方便对巷帮的各个部位进行钻孔，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。0033需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在。
27、任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。0034尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换说明书4/5 页7CN 116607883 A7和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。0035以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实。
28、施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。说明书5/5 页8CN 116607883 A8图1说明书附图1/7 页9CN 116607883 A9图2说明书附图2/7 页10CN 116607883 A10图3说明书附图3/7 页11CN 116607883 A11图4说明书附图4/7 页12CN 116607883 A12图5说明书附图5/7 页13CN 116607883 A13图6图7说明书附图6/7 页14CN 116607883 A14图8说明书附图7/7 页15CN 116607883 A15。