明宏林

摘 要：传统集成式的卸扣机，存在着总质量大、钻场内移动不方便等问题。为此，创新设计出车载钻机的液压卸扣机，其优势为，分体设计、质量小、使用方便、适用范围更广和场景更多，大大提升了卸扣效率，为提高煤炭开采效率奠定基础。

关键词：车载钻机;液压卸扣机;设计

我国的煤炭生产率比较高，煤炭消费率也很高，对于煤炭挖掘和生产的人员而言，怎样能保证煤炭生产安全和实现有效环境保护是非常重要的课题。尤其最近几年，煤炭行业进入到高效绿色开发的重要阶段，地面钻井的采煤应用的车载钻机以集成度高和搬迁方便的优势，得到采煤工作者的认可。但是受到一个长期存在问题的困扰，那就是当前使用的车载钻机的卸扣机，卸扣的扭矩比较小、夹持范围比较窄，这样就不能满足较大直径钻头、钻具、套管的卸扣要求，不可以一边钻孔，一边卸扣，不利于采煤工作效率的提升。针对此，必须重新设计一种高效率的卸扣机，以降低劳动的强度，提升采煤效率。

1、设计液压式卸扣机的总体方案

分析了现有卸扣机的缺点，提出了多功能的液压卸扣机，不但能扩大卸扣的扭矩，还扩大卸扣机的适用范围，大大提高了设备易用性。运用了分体式的设计，整个设备动力源是一个独立的液压泵站，分别布置了两个卸扣器，在工作的时候，可以通过接头，实现快速地连接，这就不会出现集成式的卸扣机的总质量大、钻场内移动不方便的问题。针对卸扣机的卸扣器使用次数、场景、便捷性等分析，提出三体合一的设计理念，将设备分成三个部分，主卸扣器、液压泵站、钻杆上部丝扣专用的卸扣器，详细构成见图1。其中主卸扣器可以针对地面钻具卸扣，而钻杆上部的丝扣专用卸扣器针对钻杆上部和动力头衔接部分丝扣进行拆卸。详细参数为，钻杆上部丝扣专用的卸扣器、主卸扣器的卸扣扭矩分别是0-50kNm、0-130kNm;卸扣范圍分别是125-235φ/mm、73-400φ/mm。

2、液压卸扣机的总体结构

2.1液压泵站

液压泵站主要作用就是给卸扣器供给动力，也是一个操作台，构成部分有操作台、运输底盘、泵站主机。泵站主机上的电机，保持上置立式结构，使用了立式的定量泵作为油泵，将其放在油箱之内，其优点是占用的空间小、寿命比较长、泄漏小、整体结构紧凑。泵站的主机主要布置在轮式的底盘上，以人体工程学的原理进行优化，主要优化部位是泵站的重心位置和运输底盘部分的拉杆结构，使用大尺寸的车轮，可以由单人进行运输，有着更强的地面适应性。并且，在钻杆的上部丝扣专用的卸扣器部分，其操作台设计在了泵站之上，该部分运输底盘中部快速接头可以连接多路换向阀和卸扣器，并可以随时地拆解，就能达到高空作业的标准，可进行一定远距离范围的操控操作。

2.2主卸扣器

此部位的构成部分包含运输底盘、操作台、卸扣钳、夹紧钳，主要可以进行的卸扣操作为，将潜孔锤、钻杆、钻头等钻具上连接的丝扣进行卸扣。这个主卸扣器中夹紧钳需要固定到运输底盘之上，才能发挥出夹紧和固定钻具的功能。夹紧链条的两端连接到夹紧油缸及调整螺柱，当需要夹紧钻具的时候，就能依据钻具大小选择合适夹紧链条的节数，进而调整螺柱，适当地微调链条范围，使其满足夹紧的需求，大大增强了夹紧的适应性。这样夹紧油缸就可以在钻具放好之后，有缩回操作，从而夹紧钻具。卸扣钳的功能：可以夹紧钻具以及使得钻具能围绕着轴心进行运动，从而进行卸扣，这部分的夹紧结构原理类似夹紧钳。但是，卸扣钳的上部分设置了调整油缸，这就能调整夹紧卡瓦位置，以确保卸扣钳可以准确地夹紧钻具。另外，卸扣油缸可以在夹紧了钻具后，进行油缸的伸长，进而可以在钻具卸扣的时候提供一个扭矩。当一次卸扣的动作完成之后，可以缩回油缸，然后接着卸扣，此步骤操作，需要实施两次到三次，才可完整地结束卸扣。

2.3钻杆上部分丝扣专用的卸扣器

钻杆上部的丝扣和动力头通常需要借助机身中部液压口的大钳进行卸扣，可是如果出现孔内事故时，丝扣则不能用这种方法进行卸扣，因为其超出了大钳的卸扣范围，为解决此问题，想出在钻杆上部分设计丝扣专用的卸扣器的方法。此部分构成包括卸扣油缸、夹紧钳、卸扣钳。此部分的体积非常小，并且质量也不是很大，在夹紧部分的两侧设计出V形的卡瓦座，用来提高夹紧度，保持夹紧动作的稳定性。在进行卸扣的时候，整个车载钻机可以把卸扣器的夹紧部分设置到钻杆的底部位置，借助车载钻机的吊臂把卸扣器沿着钻杆提高到钻杆上部和动力头的中间丝扣位置，然后开始卸扣的操作。这里面的卸扣器操作同主卸扣器操作大致相同，始终要保持夹紧钳的夹紧，借助卸扣油缸伸缩与卸扣钳配合，实施夹紧和松开的操作，以进行卸扣。

结束语：

综上所述，为解决传统卸扣机不能全方位卸扣和移动不便的问题，重新设计了车载钻机液压卸扣机，主要构成部分包括主卸扣器、液压泵站、钻杆上部丝扣专用的卸扣器，分体式的设计，移动方便，扩大了卸扣扭矩和范围，大大提升了卸扣的工作效率。

参考文献：

[1]王振亚， 鲁飞飞， 邹祖杰. 煤层气车载钻机多功能液压卸扣器的研制[J]. 煤矿机械， 2019（6）：115-117.

[2]张阳. 车载钻机摆臂式卸扣器设计及优化[J]. 工程机械， 2019， 50（01）：7+41-45.