钻机支护装置及钻机系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 213063485 U(45)授权公告日 2021.04.27

(21)申请号 202021597208.3(22)申请日 2020.08.04

(73)专利权人 神华神东煤炭集团有限责任公司

地址 719315 陕西省榆林市神木市大柳塔

镇神东科技大厦1814室(72)发明人 张迪　王庆想　李猛　李建栋　(74)专利代理机构 北京邦信阳专利商标代理有

限公司 11012

代理人 熊保(51)Int.Cl.

E21B 15/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图1页

()实用新型名称

钻机支护装置及钻机系统(57)摘要

本实用新型提供一种钻机支护装置及钻机系统，钻机支护装置包括伸缩缸、球形接头和支撑板，球形接头包括球体和可转动地包裹在球体上的球体槽，伸缩缸的固定端用于与钻机固定连接，伸缩缸的伸缩端升降球体，支撑板具有相对设置的第一板面和用于支撑顶板的第二板面，第一板面固定在球体槽上，支护过程只需通过液压阀组控制伸缩缸，就能快速安全的达到自动伸展和收缩的功能，节省人工装卸的时间和工序，降低人工现场登高安装的安全隐患，提高钻孔支护的工作效率，球形接头可改变支撑板的支撑角度，适应不同角度的顶板，而且支护装置结构简单，操作方便。

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权　利　要　求　书

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1.一种钻机支护装置，其特征在于，包括伸缩缸、球形接头和支撑板；所述球形接头包括球体和球体槽，所述伸缩缸的固定端用于与钻机固定连接，所述伸缩缸的伸缩端升降所述球体，所述球体槽可转动地包裹在所述球体上，所述支撑板具有相对设置的第一板面和第二板面，所述第二板面用于支撑顶板，所述球体槽固定在第一板面上。

2.如权利要求1所述的钻机支护装置，其特征在于，还包括第一转换头；所述第一转换头上设置有第一插槽，所述伸缩缸的伸缩端与所述第一插槽插接；所述第一转换头的背向所述第一插槽的端面上设置有第一凸起，所述球体上设置有凹陷部，所述凹陷部的轴线与所述球体的球心共线，所述第一凸起与所述凹陷部插接。

3.如权利要求2所述的钻机支护装置，其特征在于，还包括支撑管；

所述伸缩缸带动所述支撑管升所述支撑管的第一端与所述伸缩缸的伸缩端固定连接，

降；

所述第一转换头的外壁上设置有第二凸起，所述第二凸起的外径与所述支撑管的外径相同，所述第一插槽插入所述支撑管的第二端，并与第二凸起抵接。

4.如权利要求3所述的钻机支护装置，其特征在于，还包括第二转换头；所述第二转换头具有第二插槽，所述伸缩缸的伸缩端与所述第二插槽插接；所述第二转换头的外径沿远离所述伸缩缸的方向逐渐增大，所述第二转换头与所述支撑管固定连接。

5.如权利要求4所述的钻机支护装置，其特征在于，还包括底座法兰；所述底座法兰位于所述伸缩缸和钻机之间，所述底座法兰与钻机固定连接，所述伸缩缸的固定端连接有连接板，所述连接板与所述底座法兰固定连接。

6.如权利要求5所述的钻机支护装置，其特征在于，所述支撑板的第二板面上设置有多个第三凸起；

多个所述第三凸起沿所述支撑板周向均匀分布。7.如权利要求6所述的钻机支护装置，其特征在于，所述支撑板的第一板面上设置有多个肋板，多个所述肋板均与所述球体槽固定连接，多根所述肋板沿所述球体槽周向均匀分布。

8.如权利要求7所述的钻机支护装置，其特征在于，还包括加固件，所述加固件嵌套在所述支撑管内。

9.如权利要求8所述的钻机支护装置，其特征在于，所述支撑管为伸缩管。10.一种钻机系统，其特征在于，包括钻机和如权利要求1至9任一项所述的钻机支护装置；

伸缩缸的伸缩端与所述钻机固定连接。

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说　明　书钻机支护装置及钻机系统

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技术领域

[0001]本申请涉及煤矿井下钻机技术领域，具体涉及一种钻机支护装置及钻机系统。背景技术

[0002]煤矿常规使用的钻机，在井下施工时都需要支撑巷道顶板进行稳固。目前，钻机支护通常由不同长度的多节直杆和顶帽组合而成。在多节直杆支护过程中，工作人员往往需要手提直杆登高在将近三米的高空，并一节一节的将直杆进行插接，多个直杆插接增加了工作人员的劳动强度，增加了钻机支护安装的时间，同时多节直杆现场连接增加了直杆掉落的风险，给工作人员带来了极大的安全隐患，而且，顶帽与直杆的连接角度一定，不能很好的适应多角度的顶板。

实用新型内容

[0003]有鉴于此，本申请提出一种钻机支护装置及钻机系统，以解决上述技术问题。[0004]本实用新型提供一种钻机支护装置，包括伸缩缸、球形接头和支撑板；[0005]所述球形接头包括球体和球体槽，所述伸缩缸的固定端用于与钻机固定连接，所述伸缩缸的伸缩端升降所述球体，所述球体槽可转动地包裹在所述球体上，所述支撑板具有相对设置的第一板面和第二板面，所述第二板面用于支撑顶板，所述球体槽固定在第一板面上。

[0006]进一步地，还包括第一转换头；

[0007]所述第一转换头上设置有第一插槽，所述伸缩缸的伸缩端与所述第一插槽插接；[0008]所述第一转换头的背向所述第一插槽的端面上设置有第一凸起，所述球体上设置有凹陷部，所述凹陷部的轴线与所述球体的球心共线，所述第一凸起与所述凹陷部插接。[0009]进一步地，还包括支撑管；

[0010]所述支撑管的第一端与所述伸缩缸的伸缩端固定连接，所述伸缩缸带动所述支撑管升降；

[0011]所述第一转换头的外壁上设置有第二凸起，所述第二凸起的外径与所述支撑管的外径相同，所述第一插槽插入所述支撑管的第二端，并与第二凸起抵接。[0012]进一步地，还包括第二转换头；[0013]所述第二转换头具有第二插槽，所述伸缩缸的伸缩端与所述第二插槽插接；[0014]所述第二转换头的外径沿远离所述伸缩缸的方向逐渐增大，所述第二转换头与所述支撑管固定连接。[0015]进一步地，还包括底座法兰；

[0016]所述底座法兰位于所述伸缩缸和钻机之间，所述底座法兰与钻机固定连接，所述伸缩缸的固定端连接有连接板，所述连接板与所述底座法兰固定连接。[0017]进一步地，所述支撑板的第二板面上设置有多个第三凸起；[0018]多个所述第三凸起沿所述支撑板周向均匀分布。

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进一步地，所述支撑板的第一板面上设置有多个肋板，多个所述肋板均与所述球

体槽固定连接，多根所述肋板沿所述球体槽周向均匀分布。[0020]进一步地，还包括加固件，所述加固件嵌套在所述支撑管内。[0021]进一步地，所述支撑管为伸缩管。[0022]本实用新型还提供一种钻机系统，包括钻机和如上所述的钻机支护装置；[0023]伸缩缸的伸缩端与所述钻机固定连接。

[0024]本实用新型提供一种钻机支护装置及钻机系统，通过设置伸缩缸、球形接头和支撑板，球形接头包括球体和可转动地包裹在球体上的球体槽，伸缩缸的固定端用于与钻机固定连接，伸缩缸的伸缩端升降球体，支撑板具有相对设置的第一板面和用于支撑顶板的第二板面，第一板面固定在球体槽上，支护过程只需通过液压阀组控制伸缩缸，就能快速安全的达到自动伸展和收缩的功能，节省人工装卸的时间和工序，降低人工现场安装的安全隐患，提高钻孔支护的工作效率，球形接头可改变支撑板的支撑角度，适应不同角度的顶板，而且支护装置结构简单，操作方便。附图说明

[0025]图1是本申请的一实施例的钻机支护装置的结构示意图；[0026]图2是图1的A部放大图。

具体实施方式

[0027]以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

[0028]图1是本申请的一实施例的钻机支护装置的结构示意图，图2是图1的A部放大图。如图1和图2所示，本实用新型提供一种钻机支护装置，包括伸缩缸10、球形接头20和支撑板30。

[0029]其中，所述球形接头20包括球体21和球体槽22，所述伸缩缸10的固定端用于与钻机固定连接，所述伸缩缸10的伸缩端升降所述球体21，所述球体槽22可转动地包裹在所述球体21上。

[0030]在本实用新型的一实施例中，伸缩缸10可采用现有的伸缩油缸，不同的巷道采用不同规格的伸缩油缸，根据支撑所需高度选用合适行程的油缸，根据钻机稳固时支撑强度，确定油缸合适直径和所需级数，根据钻机现有油缸安装位置和油缸底座空间，选用适合该钻机所需油缸的底座尺寸。例如：在3.8米巷道内选用型号为140/130‑110/100‑80/70*1800，工作压力28MPa的双作用三级油缸。[0031]球形接头20的球体21，可采用现有的实心球，并与伸缩缸10的伸缩端焊接，球体槽22整体大致为圆柱体，球体槽22与支撑板30垂直连接，球体槽22内底部呈球形，球体21的外径与球体槽22的内径相同，球体21插入球体槽22后，球体21与球体槽22的接触面积为半个球形，球体槽22以球体21的球心转动，适应不同角度的顶板40。[0032]所述支撑板30具有相对设置的第一板面和第二板面，所述第二板面用于支撑顶板

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40，所述球体槽22固定在第一板面上。[0033]在支护过程中，用伸缩缸10代替了多节直杆，只需通过液压阀组控制伸缩缸10，就能快速安全的达到自动伸展和收缩的功能，伸缩缸10为一个整体，减少了多节直杆现场安装的工序，节省了多节直杆现场安装的时间，减少了多节直杆两两连接的不稳定性，降低了直杆掉落砸伤工作人员的风险；球形接头20可以改变支撑板30的支撑角度，可以适应不同角度的顶板40，更稳定的支撑顶板40。

[0034]本实用新型提供一种钻机支护装置，通过设置伸缩缸、球形接头和支撑板，球形接头包括球体和可转动地包裹在球体上的球体槽，伸缩缸的固定端用于与钻机固定连接，伸缩缸的伸缩端升降球体，支撑板具有相对设置的第一板面和用于支撑顶板的第二板面，第一板面固定在球体槽上，支护过程只需通过液压阀组控制伸缩缸，就能快速安全的达到自动伸展和收缩的功能，节省人工装卸的时间和工序，降低人工现场登高安装的安全隐患，提高钻孔支护的工作效率，球形接头可改变支撑板的支撑角度，适应不同角度的顶板，而且支

操作方便。护装置结构简单，

[0035]进一步地，所述钻机支护装置还包括第一转换头50；[0036]所述第一转换头50上设置有第一插槽51，所述伸缩缸10的伸缩端与所述第一插槽51插接，并与所述第一转换头50过渡配合连接，方便第一转换头50安装和拆卸。[0037]所述第一转换头50的背向所述第一插槽51的端面上设置有第一凸起52，所述球形接头20的球体21上设置有凹陷部23，所述凹陷部23的轴线与所述球体21的球心共线，所述第一凸起52与所述凹陷部23插接，并与所述球体过渡配合连接，方便球形接头20的安装和拆卸。

[0038]在本实用新型的一实施例中，在不改变球形接头20，不同的伸缩缸10上不加工伸缩端的情况下，也能快速适配球形接头20，第一转换头50结构简单，方便加工，可适配不同尺寸的伸缩缸10的伸缩端。[0039]进一步地，所述钻机支护装置还包括支撑管60。

[0040]所述支撑管60的第一端与所述伸缩缸10的伸缩端固定连接，所述伸缩缸10带动所述支撑管60升降，增加钻机支护装置支护的高度。

[0041]所述第一转换头50的外壁上设置有第二凸起53，所述第二凸起53的外径与所述支撑管60的外径相同，所述第一插槽51插入所述支撑管60的第二端，并与第二凸起53抵接，增加支撑管60和第一转换头50的连接稳定性。[0042]第一插槽51插入支撑管60内，增加支撑管60的强度，第二凸起53的外径与支撑管60的外径相同，使连接处平整，防止操作人员碰伤。[0043]如图2所示，在本实用新型的一实施例中，当伸缩缸10的伸缩高度不够支护顶板40的高度时，可增加支撑管60，支撑管60可采用现有的管体，并与第一转换头50焊接，减少掉落的风险。

[0044]优选地，所述支撑管60内部安装有加固件61，加固件61嵌套在所述支撑管60内，加固件61可采用现有的管体或杆体，增加支撑管60的强度。[0045]进一步地，所述钻机支护装置还包括第二转换头70。[0046]所述第二转换头70具有第二插槽，所述伸缩缸10的伸缩端与所述第二插槽插接，并与所述第二转换头70过渡配合连接，方便第二转换头70的安装和拆卸。

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所述第二转换头70的外径沿远离所述伸缩缸10的方向逐渐增大，所述第二转换头

70与所述支撑管60固定连接，增加第二转换头70和支撑管60连接的稳定性。[0048]如图1所示，在本实用新型的一实施例中，第二转换头70整体呈圆台状，第二插槽根据伸缩缸10的伸缩端的尺寸加工而成，第二转换头70的最大外径与支撑管60的外径相同，并焊接，增加表面平整性，减少操作人员碰伤的风险，第二转换头70可适配不同尺寸的伸缩缸10的伸缩端，并完成支撑管60的快速安装。[0049]进一步地，所述钻机支护装置还包括底座法兰。[0050]所述底座法兰位于所述伸缩缸10和钻机之间，所述底座法兰与钻机固定连接，所述伸缩缸10的固定端连接有连接板80，所述连接板80与所述底座法兰固定连接，方便伸缩缸10与钻机连接。

[0051]在本实用新型的一实施例中，使用原油缸的和油路为伸缩缸10提供动力系统，节省空间和改造成本。

[0052]连接板80为伸缩缸10加工制作时产生的工艺板，方便伸缩缸10的加工。[0053]进一步地，所述支撑板30的第二板面上设置有多个第三凸起31，适用凹凸不平的顶板40，增加支撑板30与顶板40的摩檫力。

[00]多个所述第三凸起31沿所述支撑板30周向均匀分布，使顶板40受力均匀，稳定地支撑顶板40。

[0055]如图2所示，进一步地，所述支撑板30的第一板面上设置有多个肋板32，多个所述肋板32均与所述球体槽22固定连接，多根所述肋板32沿所述球体槽22周向均匀分布，使球体槽22和支撑板30受力均匀，增加球体槽22和支撑板30的连接稳定性。[0056]优选地，所述支撑管60上设置有扶手90，所述扶手90为方形框，所述扶手90上一组相对设置的边框与所述支撑管60的轴向垂直固定连接，并与所述支撑管60和另一组相对设置的边框形成两个对称的条形框，方便操作人员手持支撑管60。[0057]如图1所示，在本实用新型的一实施例中，扶手90采用现有的方型框，扶手90有两组相对设置的边框，一组相对设置的边框和支撑管60焊接，防止扶手和支撑管连接不牢固，支撑管60掉落。

[0058]进一步地，支撑不同高度的顶板所述支撑管60为伸缩管，适用不同高度的巷道，40。

[0059]在用伸缩管支撑顶板40时，操作人员在地面上先将收缩状态的伸缩管的固定端与伸缩缸连接，然后将伸缩管的伸缩端与支撑板30连接，并将伸缩管调节为最大的长度，再按下伸缩缸的伸缩按钮，使支撑板30上升到支撑顶板40的高度，整个过程不再需要登高作业。[0060]本实用新型还提供一种钻机系统，包括钻机和如上所述的钻机支护装置。[0061]伸缩缸10伸缩端与所述钻机固定连接，所述钻机支护装置设置在所述钻机本体的同侧，所述钻机支护装置沿所述钻机本体周向均匀分布，使顶板40所受支撑力均匀。[0062]在本实用新型的一实施例中，钻机支护装置的数量为三个，三个所述钻机支护装置组成三角形，利用三角形的稳定性原理，更稳定地支撑顶板40。[0063]本实用新型提供一种钻机系统，通过设置伸缩缸、球形接头和支撑板，球形接头包括球体和可转动地包裹在球体上的球体槽，伸缩缸的固定端用于与钻机固定连接，伸缩缸的伸缩端升降球体，支撑板具有相对设置的第一板面和用于支撑顶板的第二板面，第一板

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面固定在球体槽上，支护过程只需通过液压阀组控制伸缩缸，就能快速安全的达到自动伸展和收缩的功能，节省人工装卸的时间和工序，降低人工现场登高安装的安全隐患，提高钻孔支护的工作效率，球形接头可改变支撑板的支撑角度，适应不同角度的顶板，而且支护装置结构简单，操作方便。[00]以上，结合具体实施例对本申请的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本申请的思想。本领域技术人员在本申请具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本申请保护范围之内。

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图2

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