[發明專利]一種隨鉆跟進管棚施工裝置及施工方法

有效

• 申請號: 202111316611.3
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN113775294B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉飛香;張海濤;郭超峰;歐陽新池;王杰
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B19/10;E21B19/14;E21B19/16;E21B19/24;E21D9/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 張勇;周曉艷

1.一種隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，包括管棚管抓取組件（2）、扣壓組件（3）以及根管鉆頭（9）；

所述管棚管抓取組件（2）包括轉動軸（2.1）、動力件（2.2）以及第一機械手（2.3）；所述轉動軸（2.1）設置在鑿巖臺車（1）的推進機構（1.1）上，所述第一機械手（2.3）設置在轉動軸（2.1）上，動力件（2.2）與轉動軸（2.1）連接，通過第一機械手（2.3）、轉動軸（2.1）和動力件（2.2）的組合實現管棚管的夾持及位置調節；

所述扣壓組件（3）包括扣壓機（3.1）；所述扣壓機（3.1）設置在推進機構（1.1）上；所述根管鉆頭（9）安裝在扣壓機（3.1）上，鉆桿（7）、管棚管（8）、扣壓機（3.1）以及根管鉆頭（9）同軸設置；管棚管（8）套設在鉆桿（7）外側；

所述第一機械手（2.3）數量為至少兩組，沿管棚管（8）軸向相鄰的兩組第一機械手（2.3）之間設有第一伸縮件（6），且其中一組第一機械手固定設置在轉動軸（2.1）上，另一組第一機械手滑動設置在轉動軸（2.1）上，多組第一機械手和第一伸縮件的組合用于帶動管棚管朝向工作面方向前進；第一伸縮件（6）的伸縮方向與管棚管軸向一致；

第一機械手（2.3）包括機械手本體（2.31）、第二伸縮件（2.32）以及管棚管顎板（2.33）；所述機械手本體（2.31）設置在轉動軸（2.1）上；所述機械手本體（2.31）上設有用于夾持管棚管的夾合口（2.311）；所述管棚管顎板（2.33）鉸接在機械手本體（2.31）上；第二伸縮件（2.32）的兩端分別連接機械手本體（2.31）和管棚管顎板（2.33），第二伸縮件（2.32）帶動管棚管顎板（2.33）將管棚管頂緊在夾合口（2.311）內；

所述第一機械手（2.3）還包括兩組用于夾持鉆桿的鉆桿顎板（2.34），一組鉆桿顎板（2.34）設置在機械手 本體上，另一組鉆桿顎板（2.34）設置在管棚管顎板（2.33）上，第二伸縮件（2.32）帶動兩組鉆桿顎板（2.34）夾合。

2.根據權利要求1所述的隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，兩組所述鉆桿顎板（2.34）上均設有對應的夾合槽。

3.根據權利要求1所述的隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，所述扣壓組件（3）還包括頂尖（3.2）以及連接座（3.3）；所述扣壓機（3.1）通過連接座（3.3）安裝在推進機構（1.1）靠近工作面的一端；所述頂尖（3.2）設置在連接座（3.3）靠近工作面的一端上。

4.根據權利要求3所述的隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，所述扣壓組件（3）還包括用于夾持鉆桿的第二機械手（3.4）；第二機械手（3.4）包括第三伸縮件以及兩組鉸接的夾板；第三伸縮件的兩端分別連接兩組夾板，通過第三伸縮件帶動兩組夾板夾緊鉆桿。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，所述推進機構（1.1）上滑動設有用于支撐管棚管的扶管器（5）。

6.根據權利要求5所述的隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，還包括管棚管托架（4）；所述管棚管托架（4）安裝在鑿巖臺車（1）的吊籃（1.3）上。

7.一種隨鉆跟進管棚管施工方法，采用了如權利要求6所述的隨鉆跟進管棚施工裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：將第一根鉆桿連接鑿巖臺車（1）的鑿巖機（1.2），并將第一根管棚管套設在第一根鉆桿上，鑿巖機（1.2）沿推進機構（1.1）前進，第一根鉆桿與根管鉆頭（9）連接；將第一根管棚管推至根管鉆頭（9）內，扣壓機（3.1）將第一根管棚管與根管鉆頭（9）扣壓在一起；

步驟S2：鑿巖機（1.2）帶動第一根鉆桿鉆孔的同時帶動第一根管棚管前進，完成第一根管棚管安裝；扣壓組件（3）的第二機械手（3.4）夾緊第一根鉆桿，鑿巖機（1.2）反轉拆卸第一根鉆桿，鑿巖機（1.2）復位；

步驟S3：在動力件（2.2）的帶動下，第一機械手（2.3）旋轉至靠近吊籃（1.3）的一側，將管棚管托架（4）上的第i根管棚管以及套設在第i根管棚管內的第i根鉆桿放置到第一機械手（2.3）的夾合口（2.311）內，i取大于等于2且小于等于N的自然數，第一機械手（2.3）夾緊第i根管棚管以及第i根鉆桿；第一機械手（2.3）旋轉帶動第i根管棚管以及第i根鉆桿運動至與扣壓機（3.1）同軸位置；

步驟S4：鑿巖機（1.2）旋轉連接第i根鉆桿，并帶動第i根鉆桿沿推進機構（1.1）前進，第i根鉆桿與第i-1根鉆桿連接；第一伸縮件（6）動作，從而帶動滑動設置在轉動軸（2.1）上的第一機械手（2.3）朝向工作面運動，第i根管棚管的前端插入第i-1根管棚管的后端，扣壓機（3.1）扣壓第i根管棚管和第i-1根管棚管的連接處；鑿巖機（1.2）帶動第i根鉆桿和第i-1根鉆桿繼續鉆進，完成第i根管棚管安裝；

步驟S5：當i小于等于N時，取i=i+1，返回步驟S3，鑿巖機（1.2）復位；否則，進入下一步；

步驟S6：管棚管安裝完成后，進行鉆桿拆卸，具體是：第一步，鑿巖機（1.2）帶動當前的鉆桿后退，扣壓組件的第二機械手（3.4）夾緊當前的鉆桿；第二步，鑿巖機（1.2）反轉，鑿巖機（1.2）與當前的鉆桿脫離，將當前的鉆桿取下；第三步，鑿巖機（1.2）前進旋轉連接下一根鉆桿；依次重復第一步、第二步和第三步，直至所有的鉆桿拆卸完畢。