一种钻机钻深计米器及计米方法

摘要

本发明涉及钻机钻进测量技术领域，一种钻机钻深计米器，其中钻机钻深计米器包括计数编码及存储组件、计米齿轮、液压离合器、输入齿轮、离合器齿轮和齿条，其中计米齿轮套装在计数编码及存储组件的输入轴，离合器齿轮与输入齿轮通过液压离合器连接，机架导轨上设有沿动机架导轨导向设置的齿条，输入齿轮和齿条啮合；离合器的进油口与液压夹紧机构的进油口并联，液压夹紧机构在夹紧状态时液压离合器闭合，液压夹紧机构在非夹紧状态时液压离合器分离。该计米器可实现钻机自动记录打钻进尺量，并可存储多个钻深进尺数据，本计米器通过液压离合器和钻具的液压夹紧机构并联，可实现自动计量钻具的有效钻进深度，操作简便。

说明书

技术领域

本发明涉及钻机钻进测量技术领域，尤其涉及一种钻机钻深计米器及计米方法。

背景技术

目前，工程机械向着系列化、多样化、智能化方向发展。钻机做为常规工程机械越来越受到人们的重视。目前，钻进时正常状态：钻机正常钻进时卡盘携管钻进、钻进完成后夹持机构空退状态；钻进时突发情况：钻进给进困难或者遇到小范围塌孔，需要操作夹持机构携管来回反复起拔、给进钻具以达到通过“复杂地质带”。因为钻进时突发情况有携管后退动作，计米系统无法识别该步骤为携管后退，所以钻机钻进的计米一直难以实现，导致目前钻机钻进尺量的统计绝大部分都是采用手工记录方式。且由于施工人员受时间、空间、环境及复杂的打钻过程等因素的影响，其身心始终处于紧张状态，其行为与正常情况下存在一定差异。因此，对打钻进尺量的统计经常出现漏记、含糊不清，甚至数据丢失现象。

上述问题的发生，不但限制了钻机智能化的进程，同时也增加了工人的劳动强度，而且也影响了打钻的工作效率。

由此可见，在钻机上安装钻深计米器，实现自动记录打钻进尺量具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种钻机钻深计米器，该计米器可实现钻机自动记录打钻进尺量，并可存储多个钻深进尺数据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，一种钻机钻深计米器，用于测量钻机钻具的钻深，该钻具通过液压夹紧机构夹持，所述钻机钻深计米器安装在动力头卡盘底座，动力头卡盘底座可滑动的安装在机架导轨上，所述钻机钻深计米器包括计数编码及存储组件、计米齿轮、液压离合器、输入齿轮、离合器齿轮和齿条，其中计米齿轮套装在计数编码及存储组件的输入轴，所述离合器齿轮与输入齿轮通过液压离合器连接，所述机架导轨上设有沿动机架导轨导向设置的齿条，所述输入齿轮和齿条啮合；

所述离合器的进油口与液压夹紧机构的进油口并联，液压夹紧机构在夹紧状态时液压离合器闭合，液压夹紧机构在非夹紧状态时液压离合器分离。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述计数编码及存储组件包括计数器、编码器和存储及无线单元，其中存储及无线单元内置RS485通讯模块和无线通讯模块，用于USB连接拷贝数据、直连电脑显示或无线传输数据。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述计数编码及存储组件为双向计数模块，正转数值增加，反转数值减少。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述计数编码及存储组件带有断电记忆功能的存储组件，停电数据不丢失。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述计数器上设置参数设置按钮和数据清零等按钮。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述钻机钻深计米器还包括壳体、轴承、传动轴和安装座，其中离合器齿轮内孔与轴承10外圈连接，轴承内圈与传动轴11连接，输入齿轮与传动轴采用花键连接，传动轴安装在安装座上，安装座通过螺钉和定位销安装在壳体上。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述离合器齿轮包括进油嘴，进油嘴通过进油嘴固定座安装在壳体的侧壁。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述进油嘴上设有减压阀。

在第二个技术方案中，一种钻机钻深计米器的计米方法，使用第一个技术方案中所述的钻机钻深计米器，将液压离合器的供油管路与钻机设备上执行夹持并带动钻具进退的夹紧机构进油并联连接，液压离合器的供油管路上安装减压阀；

当钻机液压系统为夹紧机构供油夹紧钻具钻进施工时，同时为与液压夹紧机构油路并联的液压离合器供油，使液压离合器成为闭合状态，此时分别安装在机架导轨和动力头卡盘底座上的齿条和计米器主体中的输入齿轮使该直线往复运动转变为回转运动，输入齿轮回转带动传动轴及安装在安装轴上的液压离合器和离合器齿轮转动，离合器齿轮带动与其啮合的计米齿轮的转动使计数编码及存储组件开始记录数据；

当夹紧机构不供油时，与夹紧机构油路并联的液压离合器也不供油，液压离合器为脱离状态，此时齿条与计米器主体中的输入齿轮的相对位移无法带动离合器齿轮、计米齿轮旋转，所以计数编码及存储组件不记录数据。

本发明的有益效果是：

本发明采用的计米编码及存储组件集合了存储单元，可存储多个钻深进尺数据，且该数据可通过U盘、组网或无线传输到井上进行处理和分析，该功能有效的提高了钻深数据的准确性，降低了施工管理人员的劳动强度。

本计米器通过液压离合器和钻具的液压夹紧机构并联，可实现自动计量钻具的有效钻进深度，操作简便。

附图说明

图1为本发明钻机钻深计米器示意图。

图2为本发明钻机钻深计米器俯视示意图。

图3为本发明钻机钻深计米器中计数编码及存储组件示意图。

附图标记包括：

1-计数编码及存储组件、2-计米齿轮、3-壳体、4-液压离合器、5-输入齿轮、6-离合器齿轮、7-安装座、8-进油嘴固定座、9-减压阀、10-轴承、11-传动轴、12-齿条、13-机架导轨、14-动力头卡盘底座、15-螺钉；

101-编码器、102-存储及无线单元、103-计数器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例提出的一种钻机钻深计米器，用于测量钻机钻具的钻深，该钻具通过液压夹紧机构夹持，钻机钻深计米器安装在动力头卡盘底座14，动力头卡盘底座14可滑动的安装在机架导轨13上，钻机钻深计米器包括计数编码及存储组件1、计米齿轮2、液压离合器4、输入齿轮5、离合器齿轮6和齿条12，其中计米齿轮2套装在计数编码及存储组件1的输入轴，离合器齿轮6与输入齿轮5通过液压离合器4连接，机架导轨13上设有沿动机架导轨13导向设置的齿条12，输入齿轮5和齿条12啮合；

离合器的进油口与液压夹紧机构的进油口并联，液压夹紧机构在夹紧状态时液压离合器4闭合，液压夹紧机构在非夹紧状态时液压离合器4分离。

计数编码及存储组件1包括计数器103、编码器101和存储及无线单元102，其中存储及无线单元102内置RS485通讯模块和无线通讯模块，用于USB连接拷贝数据、直连电脑显示或无线传输数据。计数编码及存储组件1为双向计数模块，正转数值增加，反转数值减少。计数编码及存储组件1带有断电记忆功能的存储组件，停电数据不丢失。计数器103上设置参数设置按钮和数据清零等按钮。

钻机钻深计米器还包括壳体3、轴承10、传动轴11和安装座7，其中离合器齿轮6内孔与轴承10外圈连接，轴承10内圈与传动轴11连接，输入齿轮5与传动轴11采用花键连接，传动轴11安装在安装座7上，安装座7通过螺钉15和定位销安装在壳体3上。

离合器齿轮6包括进油嘴，进油嘴通过进油嘴固定座8安装在壳体3的侧壁。进油嘴上设有减压阀9。

具体的，本实施了提出一种钻机钻深计米器，包括计米器主体和12齿条。其中计米器主体包括计数编码及存储组件1、计米齿轮2、壳体3、液压离合器4、输入齿轮5、离合器齿轮6、安装座7、进油嘴固定座8、减压阀9、10轴承、传动轴11、齿条12，其中计米器主体安装在钻机的动力头卡盘底座14上，齿条12安装在钻机的机架导轨13的侧面。计米器主体为壳体3及安装其内部的部件。计米器主体包括计数编码及存储组件1、计米齿轮2、壳体3、液压离合器4、输入齿轮5、离合器齿轮6、安装座7、进油嘴固定座8、减压阀9、10轴承、传动轴11。离合器齿轮6与液压离合器4用螺钉15固定连接，离合器齿轮6内孔与轴承10外圈连接，轴承10内圈与传动轴11连接，输入齿轮5与传动轴11采用花键连接，传动轴11安装在安装座7上，安装座7通过螺钉15和定位销安装在壳体3上，齿条12安装在机架导轨13的侧壁，输入齿轮5与齿条12啮合。

其中液压离合器4的供油管路与钻机设备上执行夹持并带动钻具进退的夹紧机构进油并联连接，液压离合器4的供油管路上安装减压阀9，以保证夹紧机构较大的工作压力不影响液压离合器4组件的正常工作，当系统为液压离合器4供油时，液压离合器4为闭合状态；液压离合器4不供油时，液压离合器4为闭合状态；

总体来说，本装备的使用过程如下，根据设计需求，将计米器主体和齿条12分别安装在动力头卡盘底座14侧面和机架导轨13侧面。将夹紧机构的供油管路与液压离合器4的供油管路并联，并在液压离合器4的供油管路上安装减压阀9。当钻机钻进或者后退时，机架导轨13与动力头卡盘底座14产生直线往复运动，分别安装在机架导轨13和动力头卡盘底座14上的齿条12和计米器主体中的输入齿轮5使该直线往复运动转变为回转运动，输入齿轮5回转带动传动轴11及安装在安装轴11上的液压离合器4和离合器齿轮6转动，离合器齿轮6带动与其啮合的计米齿轮2的转动使计数编码及存储组件1开始记录数据。该数据可设置每n米自动记录一次(n取数值越小，记录越精确)。

本发明设置的存储及无线单元102，可持续记录和无线传输多个施工钻孔的深度，便于核算施工的总进尺量。

实施例2

本实施例提出的一种钻机钻深计米器的计米方法，实施例1中的钻机钻深计米器，将液压离合器4的供油管路与钻机设备上执行夹持并带动钻具进退的夹紧机构进油并联连接，液压离合器4的供油管路上安装减压阀9；

当钻机液压系统为夹紧机构供油夹紧钻具钻进施工时，同时为与液压夹紧机构油路并联的液压离合器4供油，使液压离合器4成为闭合状态，此时分别安装在机架导轨13和动力头卡盘底座14上的齿条12和计米器主体中的输入齿轮5使该直线往复运动转变为回转运动，输入齿轮5回转带动传动轴11及安装在安装轴上的液压离合器4和离合器齿轮6转动，离合器齿轮6带动与其啮合的计米齿轮2的转动使计数编码及存储组件1开始记录数据；

当夹紧机构不供油时，与夹紧机构油路并联的液压离合器4也不供油，液压离合器4为脱离状态，此时齿条12与计米器主体中的输入齿轮5的相对位移无法带动离合器齿轮6、计米齿轮2旋转，所以计数编码及存储组件1不记录数据。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。