一种煤层气开采用的钻头清洗装置

技术领域

本发明涉及煤层气开采技术领域，尤其涉及一种煤层气开采用的钻头清洗装置。

背景技术

据调研，目前废弃矿井的采空区内赋存大量的煤层气资源，具有很好的开采价值，其开发方式是从地面施工钻井至采空区，完井后直接进行煤层气开发，在煤层气开采的过程中，钻头是必不可少的一种重要工具，钻头在使用一段时间后需要对其进行清洗。

经检索，中国专利申请号为CN202111079330.0的专利，公开了一种石油工程用钻头清洗设备，包括外壳体，所述外壳体中部固定焊接有导水斗，且外壳体下部设置有空腔；冲洗机构，所述冲洗机构安装于外壳体内部，但是上述技术方案由于对钻头进行请洗手需要首先将钻头从钻井机上卸掉，然后再将卸掉的钻头转运到清洗装置处单独进行清洗，而在对煤层气进行开采时往往需要使用钻井机钻探多个井口，因此还存在无法快速的对钻井后的钻头进行清洗，导致煤层气开采效率较低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种煤层气开采用的钻头清洗装置，包括履带车，所述履带车一侧外壁转动连接有电动升降导轨，电动升降导轨外壁连接有L型板，L型板一侧外壁连接有电机，电机的输出轴通过联轴器连接有接头，L型板底部外壁固定有气囊，气囊底部外壁设置有连接头，连接头一侧外壁设置有喷气管，履带车一侧外壁设置有喷水管，喷水管一侧外壁设置有喷水板，喷水管和喷气管一侧外壁设置有喷水机构，履带车一侧外壁开有预留槽，预留槽内壁滑动连接有活动板，活动板顶部外壁设置有第二弹性伸缩杆，第二弹性伸缩杆顶部外壁设置有顶板，顶板顶部外壁转动连接有清扫刷，活动板顶部外壁设置有传动机构。

优选的：所述接头底部外壁设置有多个第一钻杆，第一钻杆底部外壁设置有第二钻杆，第二钻杆底部外壁设置有钻头，第二钻杆外壁设置有外齿圈。

进一步的：所述履带车顶部外壁固定有控制面板，履带车一侧外壁设置有液压推杆，液压推杆的输出轴转动连接于电动升降导轨的一侧外壁上，液压推杆、电机和电动升降导轨分别与控制面板电性连接。

进一步优选的：所述喷水机构包括气缸、导向板、密封筒、换向阀和连接阀，密封筒和气缸分别固定于履带车的一侧内壁上，导向板滑动连接于履带车的上下两侧内壁上，气缸的输出轴固定于导向板的一侧外壁上，导向板一侧外壁固定有活塞杆，活塞杆滑动连接于密封筒的内壁上，换向阀设置于密封筒的一侧外壁上，连接阀设置于换向阀的一侧外壁上，换向阀与控制面板电性连接。

作为本发明一种优选的：所述传动机构包括滑块、转动架、内螺纹板、螺纹杆、齿轮、插杆、第一传动块、第二传动块、插块、外齿圈和套筒，滑块滑动连接于活动板的两侧外壁上，转动架转动连接于滑块的一侧外壁上，内螺纹板固定于转动架的一侧外壁上，螺纹杆通过螺纹连接于内螺纹板的内壁上，齿轮转动连接于螺纹杆的底部外壁上，插杆设置于齿轮的底部外壁上，外齿圈设置于第二钻杆的外壁上，齿轮与外齿圈啮合连接，第一传动块转动连接于活动板的顶部外壁上，插杆底部外壁插接于第一传动块的顶部外壁上，第二传动块转动连接于活动板的顶部外壁上，第二传动块通过传动带与第一传动块传动连接，插块固定于第二传动块的顶部外壁上，套筒固定于清扫刷的底部外壁上，插块滑动连接于套筒的内壁上。

作为本发明进一步优选的：所述活动板一侧外壁开有放置槽，活动板顶部外壁固定有第一挡块，履带车底部外壁固定有第二挡块，顶板一侧外壁设置有卡套。

作为本发明再进一步的方案：所述活动板顶部外壁固定有一组第一磁铁片，转动架一侧外壁固定有金属片。

在前述方案的基础上：所述履带车一侧外壁设置有第一弹性伸缩杆，第一弹性伸缩杆一侧外壁设置有毛刷板。

在前述方案的基础上优选的：所述顶板顶部外壁设置有倾斜块。

本发明的有益效果为：

1.喷水机构内部抽入的水流通过喷水管迅速充入喷水板，通过喷水板喷在向上移动中的第一钻杆上，对第一钻杆和第二钻杆的外壁进行清洗，工作人员通过控制面板控制电机带动第二钻杆转动，转动中的第二钻杆会通过传动机构带动清扫刷与钻头反向转动，让清扫刷快速对钻头底部的灰尘进行清扫，清扫结束后即可将活动板再次推回预留槽内部，无需将钻头从钻井机上拆除，即可快速方便的对钻头、第二钻杆和第一钻杆进行清洗，节省了清洗时间，提高了煤层气开采效率。

2.工作人员将活动板从预留槽一侧抽出后，随后将转动架向活动板一侧拉出，将转动架向上翻转到与钻头平行的角度，转动螺纹杆带动齿轮和插杆整体向下移动，让插杆插入第一传动块内部，让齿轮移动到外齿圈一侧与外齿圈啮合，通过控制面板控制电机带动第二钻杆转动，第二钻杆转动时会通过外齿圈带动齿轮反向转动，让插杆带动第一传动块与钻头反向转动，第一传动块转动时会通过传动带带动插块同向转动，带动清扫刷与钻头反向转动，让转动中的清扫刷对钻头进行快速清扫。

3.工作人员将转动架向上翻开后，转动架一侧的金属片会通过磁力吸附在第一磁铁片一侧，从而对转动架的位置进行限位和固定，当清扫刷对钻头清扫完毕后，工作人员转动螺纹杆带动插杆向上移动对应高度，随后工作人员向下翻转转动架让插杆一端对准放置槽，随后将转动架整体向前推动，从而让插杆整体插入放置槽。

4.转动架在滑块的导向下收在活动板两侧，此时活动板顶部的第一挡块会对齿轮进行阻挡，随后工作人员继续推动转动架，从而将活动板整体推回预留槽内壁，此时位于履带车底部的第二挡块会配合第一挡块对齿轮进行阻挡，从而对向前移动的活动板进行限位，卡套可对转动中的插杆进行夹持限位，提高插杆转动时的稳定性。

5.毛刷板会通过第一弹性伸缩杆的弹力抵在第二钻杆和第一钻杆的外壁上，从而配合喷水机构喷出的水对第一钻杆和第二钻杆外壁进行清扫，同时清扫刷会通过第二弹性伸缩杆提供的弹力抵在钻头底部，从而提高清扫刷和钻头底部之间的摩擦力，提高清洗装置对第一钻杆、第二钻杆和钻头的清洗效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的主视结构示意图；

图2为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的喷水机构结构示意图；

图3为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的侧视结构示意图；

图4为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的活动板拉出状态示意图；

图5为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的传动机构结构示意图；

图6为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的活动板底部结构示意图；

图7为本发明提出的一种煤层气开采用的钻头清洗装置的顶板结构示意图。

图中：1履带车、2控制面板、3液压推杆、4气囊、5L型板、6电机、7接头、8电动升降导轨、9第一钻杆、10喷水板、11预留槽、12第二钻杆、13钻头、14喷水管、15连接阀、16喷气管、17换向阀、18密封筒、19气缸、20导向板、21连接头、22第一弹性伸缩杆、23毛刷板、24转动架、25齿轮、26套筒、27顶板、28第一磁铁片、29活动板、30放置槽、31第一挡块、32滑块、33金属片、34第二弹性伸缩杆、35插杆、36卡套、37第一传动块、38第二传动块、39插块、40内螺纹板、41螺纹杆、42外齿圈、43清扫刷、44第二挡块、45倾斜块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

一种煤层气开采用的钻头清洗装置，如图1-7所示，包括履带车1，所述履带车1一侧外壁转动连接有电动升降导轨8，电动升降导轨8外壁连接有L型板5，L型板5一侧外壁连接有电机6，电机6的输出轴通过联轴器连接有接头7，L型板5底部外壁固定有气囊4，气囊4底部外壁设置有连接头21，连接头21一侧外壁设置有喷气管16，履带车1一侧外壁设置有喷水管14，喷水管14一侧外壁设置有喷水板10，喷水管14和喷气管16一侧外壁设置有喷水机构，履带车1一侧外壁开有预留槽11，预留槽11内壁滑动连接有活动板29，活动板29顶部外壁设置有第二弹性伸缩杆34，第二弹性伸缩杆34顶部外壁设置有顶板27，顶板27顶部外壁转动连接有清扫刷43，活动板29顶部外壁设置有传动机构；接头7底部外壁设置有多个第一钻杆9，第一钻杆9底部外壁设置有第二钻杆12，第二钻杆12底部外壁设置有钻头13，第二钻杆12外壁设置有外齿圈42；履带车1顶部外壁固定有控制面板2，履带车1一侧外壁设置有液压推杆3，液压推杆3的输出轴转动连接于电动升降导轨8的一侧外壁上，液压推杆3、电机6和电动升降导轨8分别与控制面板2电性连接。

工作人员将履带车1开动到对应钻井位置，随后通过控制面板2控制液压推杆3将一侧的电动升降导轨8向上抬升到与地面竖直位置，随后工作人员将第二钻杆12安装在接头7底部，随后通过控制面板2控制电机6和电动升降导轨8同时运行，从而让电机6带动第二钻杆12转动，同时电动升降导轨8带动转动中的第二钻杆12向下移动，通过钻头13进行钻井，当电动升降导轨8带动第二钻杆12整体下降对应高度后，控制面板2控制电动升降导轨8和电机6停止运行，此时工作人员即可将第二钻杆12从接头7上拆除，随后工作人员通过控制面板2控制电动升降导轨8带动L型板5整体向上复位，随后将第一钻杆9底部安装在第二钻杆12顶部，同时将第一钻杆9顶部安装在接头7底部，随后继续控制电机6和电动升降导轨8运行带动第一钻杆9转动的同时向下移动，随后工作人员重复上述步骤，即可通过多个第一钻杆9推动钻头13持续向下钻探，完成钻井作业；

当钻头13向下钻探到对应深度后，工作人员通过控制面板2控制电动升降导轨8带动L型板5向上移动，从而通过第二钻杆12顶部连接的多个第一钻杆9将钻头13向上拉拽，此时工作人员通过管路将履带车1内部的喷水机构与外部水源连接，工作人员将刚被拉出地面的一根第一钻杆9拆除后，即可通过控制面板2控制电动升降导轨8带动L型板5向下移动，从而让接头7再次移动到下一个第一钻杆9顶部进行连接固定，此时向下移动的L型板5会对气囊4进行挤压，气囊4受到挤压后会将内部的气体通过喷气管16送入喷水机构内部，为喷水机构抽水提供动力，当电动升降导轨8再次带动L型板5向上移动时，气囊4会被L型板5向上拉拽并膨胀，从而将充入喷水机构内部的气体再次抽出，从而为喷水机构向外喷水提供动力，让喷水机构内部抽入的水流通过喷水管14迅速充入喷水板10，最终通过喷水板10喷在向上移动中的第一钻杆9上，对第一钻杆9和第二钻杆12的外壁进行清洗；

当第二钻杆12也被按照上述步骤抽出井口后，第二钻杆12底部的钻头13会移动到预留槽11一侧，此时工作人员即可将插在预留槽11内壁的活动板29向外抽出，从而让顶板27顶部的清扫刷43移动到钻头13底部，随后工作人员通过控制面板2控制电机6带动第二钻杆12转动，从而带动钻头13转动，转动中的第二钻杆12会通过传动机构带动清扫刷43与钻头13反向转动，从而让清扫刷43快速对钻头13底部的灰尘进行清扫，清扫结束后即可将活动板29再次推回预留槽11内部，从而无需将钻头13从钻井机上拆除，即可快速方便的对钻头13、第二钻杆12和第一钻杆9进行清洗，节省了清洗时间，提高了煤层气开采效率。

如图1-2所示，所述喷水机构包括气缸19、导向板20、密封筒18、换向阀17和连接阀15，密封筒18和气缸19分别固定于履带车1的一侧内壁上，导向板20滑动连接于履带车1的上下两侧内壁上，气缸19的输出轴固定于导向板20的一侧外壁上，导向板20一侧外壁固定有活塞杆，活塞杆滑动连接于密封筒18的内壁上，换向阀17设置于密封筒18的一侧外壁上，连接阀15设置于换向阀17的一侧外壁上，换向阀17与控制面板2电性连接；当L型板5向下移动对气囊4进行压缩时，气囊4内部的气体通过喷气管16充入气缸19，从而通过气缸19的输出轴推动导向板20在履带车1内壁向前移动，导向板20向前移动时，会拉动导向板20一侧的活塞杆在密封筒18内壁向前移动，从而让密封筒18内部产生负压，从而让密封筒18能够通过连接阀15将外部水源充入内部，当L型板5向上移动时，控制面板2控制换向阀17与连接阀15连接的一端关闭，此时气缸19内部的气体被气囊4吸回，从而让气缸19的输出轴带动导向板20向回移动并复位，此时导向板20会通过活塞杆快速将密封筒18内部的水分充入喷水管14，并通过喷水板10向上升中的第一钻杆9和第二钻杆12外壁喷出，对第一钻杆9和第二钻杆12外壁进行清洗；

当不需要对第一钻杆9和第二钻杆12进行清洗时，密封筒18会通过活塞杆将外部空气充入密封筒18内，并跟随L型板5的上下移动将空气吸入和喷出密封筒18，从而让L型板5能够顺利的上下移动。

如图3-7所示，所述传动机构包括滑块32、转动架24、内螺纹板40、螺纹杆41、齿轮25、插杆35、第一传动块37、第二传动块38、插块39、外齿圈42和套筒26，滑块32滑动连接于活动板29的两侧外壁上，转动架24转动连接于滑块32的一侧外壁上，内螺纹板40固定于转动架24的一侧外壁上，螺纹杆41通过螺纹连接于内螺纹板40的内壁上，齿轮25转动连接于螺纹杆41的底部外壁上，插杆35设置于齿轮25的底部外壁上，外齿圈42设置于第二钻杆12的外壁上，齿轮25与外齿圈42啮合连接，第一传动块37转动连接于活动板29的顶部外壁上，插杆35底部外壁插接于第一传动块37的顶部外壁上，第二传动块38转动连接于活动板29的顶部外壁上，第二传动块38通过传动带与第一传动块37传动连接，插块39固定于第二传动块38的顶部外壁上，套筒26固定于清扫刷43的底部外壁上，插块39滑动连接于套筒26的内壁上；

工作人员将活动板29从预留槽11一侧抽出后，随后将转动架24在滑块32的导向下向活动板29一侧拉出，随后将转动架24向上翻转到与钻头13平行的角度，随后转动螺纹杆41，通过螺纹带动齿轮25和插杆35整体向下移动，从而让插杆35插入第一传动块37内部，同时让齿轮25移动到外齿圈42一侧与外齿圈42啮合，随后通过控制面板2控制电机6带动第二钻杆12转动，第二钻杆12转动时会通过外齿圈42带动齿轮25反向转动，从而让插杆35带动第一传动块37与钻头13反向转动，第一传动块37转动时会通过传动带带动插块39同向转动，从而带动清扫刷43与钻头13反向转动，让转动中的清扫刷43对钻头13进行快速清扫。

如图3-7所示，所述活动板29一侧外壁开有放置槽30，活动板29顶部外壁固定有第一挡块31，履带车1底部外壁固定有第二挡块44，顶板27一侧外壁设置有卡套36；所述活动板29顶部外壁固定有一组第一磁铁片28，转动架24一侧外壁固定有金属片33；工作人员将转动架24向上翻开后，转动架24一侧的金属片33会通过磁力吸附在第一磁铁片28一侧，从而对转动架24的位置进行限位和固定，当清扫刷43对钻头13清扫完毕后，工作人员转动螺纹杆41带动插杆35向上移动对应高度，随后工作人员向下翻转转动架24让插杆35一端对准放置槽30，随后将转动架24整体向前推动，从而让插杆35整体插入放置槽30，同时转动架24在滑块32的导向下收在活动板29两侧，此时活动板29顶部的第一挡块31会对齿轮25进行阻挡，随后工作人员继续推动转动架24，从而将活动板29整体推回预留槽11内壁，此时位于履带车1底部的第二挡块44会配合第一挡块31对齿轮25进行阻挡，从而对向前移动的活动板29进行限位，卡套36可对转动中的插杆35进行夹持限位，提高插杆35转动时的稳定性。

如图5所示，所述履带车1一侧外壁设置有第一弹性伸缩杆22，第一弹性伸缩杆22一侧外壁设置有毛刷板23；毛刷板23会通过第一弹性伸缩杆22的弹力抵在第二钻杆12和第一钻杆9的外壁上，从而配合喷水机构喷出的水对第一钻杆9和第二钻杆12外壁进行清扫，同时清扫刷43会通过第二弹性伸缩杆34提供的弹力抵在钻头13底部，从而提高清扫刷43和钻头13底部之间的摩擦力，提高清洗装置对第一钻杆9、第二钻杆12和钻头13的清洗效果。

本实施例在使用时，当钻头13向下钻探到对应深度后，工作人员通过控制面板2控制电动升降导轨8带动L型板5向上移动，从而通过第二钻杆12顶部连接的多个第一钻杆9将钻头13向上拉拽，此时工作人员通过管路将履带车1内部的喷水机构与外部水源连接，工作人员将刚被拉出地面的一根第一钻杆9拆除后，即可通过控制面板2控制电动升降导轨8带动L型板5向下移动，从而让接头7再次移动到下一个第一钻杆9顶部进行连接固定，此时向下移动的L型板5会对气囊4进行挤压，气囊4受到挤压后会将内部的气体通过喷气管16送入喷水机构内部，为喷水机构抽水提供动力，当电动升降导轨8再次带动L型板5向上移动时，气囊4会被L型板5向上拉拽并膨胀，从而将充入喷水机构内部的气体再次抽出，从而为喷水机构向外喷水提供动力，让喷水机构内部抽入的水流通过喷水管14迅速充入喷水板10，最终通过喷水板10喷在向上移动中的第一钻杆9上，对第一钻杆9和第二钻杆12的外壁进行清洗。

当第二钻杆12也被按照上述步骤抽出井口后，第二钻杆12底部的钻头13会移动到预留槽11一侧，此时工作人员即可将插在预留槽11内壁的活动板29向外抽出，从而让顶板27顶部的清扫刷43移动到钻头13底部，随后工作人员通过控制面板2控制电机6带动第二钻杆12转动，从而带动钻头13转动，转动中的第二钻杆12会通过传动机构带动清扫刷43与钻头13反向转动，从而让清扫刷43快速对钻头13底部的灰尘进行清扫，清扫结束后即可将活动板29再次推回预留槽11内部。

实施例2：

一种煤层气开采用的钻头清洗装置，如图7所示，本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述顶板27顶部外壁设置有倾斜块45；工作人员将活动板29连同顶板27一同推入预留槽11内部时，倾斜块45可以对进入预留槽11内部的顶板27进行导向，从而让预留槽11顶部内壁能够顺利的通过顶板27对第二弹性伸缩杆34进行挤压，同时插入预留槽11内部的顶板27也会在第二弹性伸缩杆34的弹力作用下抵在预留槽11顶部内壁，从而通过清扫刷43与预留槽11顶部内壁之间的摩擦力对活动板29整体进行固定限位，让活动板29整体能够稳定的被放置在预留槽11内部。

本实施例在使用时，工作人员将活动板29连同顶板27一同推入预留槽11内部时，倾斜块45可以对进入预留槽11内部的顶板27进行导向，从而让预留槽11顶部内壁能够顺利的通过顶板27对第二弹性伸缩杆34进行挤压。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。