全文摘要
本实用新型公开了一种井下打钻用防喷水装置，涉及井下打钻安全用具技术领域，该井下打钻用防喷水装置，包括安全架，安全架的底部固定连接竖向套管的顶部，竖向套管的底部固定连接有电磁阀，电磁阀的底部固定连接孔口管段的顶部，孔口管段的内部活动连接有钻杆。本实用新型还公开了一种井下打钻用防喷水装置的控制系统，包括电源，电源的输出端电连接控制箱的输入端，控制箱的内部设置有储存模块、主控CPU、A\/D转换模块和电池阀控制模块。本实用新型，通过密封橡胶块将钻杆的连接处密封，通过压缩弹簧和橡胶柱保证了密封橡胶块的灵活性，通过橡胶杆和减振弹簧可以降低钻杆受到的冲击力。
主设计要求
1.一种井下打钻用防喷水装置，包括安全架(1)，其特征在于：所述安全架(1)的底部固定连接竖向套管(2)的顶部，所述竖向套管(2)的底部固定连接有电磁阀(3)，所述电磁阀(3)的底部固定连接孔口管段(4)的顶部，所述孔口管段(4)的内部活动连接有钻杆(5)；所述安全架(1)的内部活动连接有密封橡胶块(6)，所述密封橡胶块(6)的一侧开设有凹槽(7)，所述密封橡胶块(6)的另一侧固定连接连动杆(8)的一端，所述密封橡胶块(6)的两端均固定连接橡胶柱(9)的一端，所述橡胶柱(9)的另一端与安全架(1)的内侧壁固定连接，所述橡胶柱(9)的表面环绕有压缩弹簧(10)，所述连动杆(8)的另一端固定连接拉板(11)的一侧；所述安全架(1)的顶部固定板连接减振架(12)的底部，所述钻杆(5)的外侧活动连接阻尼层(13)的内表面，所述阻尼层(13)的外表面固定连接扣环(14)的内表面，所述扣环(14)的两侧均固定连接橡胶杆(15)的一端，所述橡胶杆(15)的另一端与减振架(12)的内侧壁固定连接，所述扣环(14)的两侧均固定连接垫块(16)的一侧，所述垫块(16)的另一侧固定连接减振弹簧(17)的一端，所述减振弹簧(17)的另一端与减振架(12)的内侧壁固定连接；所述钻杆(5)的外侧活动连接有第一圆锥齿轮(18)，所述第一圆锥齿轮(18)的外侧啮合连接有第二圆锥齿轮(19)，所述第二圆锥齿轮(19)的中部通过主轴活动连接驱动电机(20)的一侧，所述竖向套管(2)的两侧内壁均固定连接有红外传感器(21)，所述安全架(1)的顶部一端固定板连接控制箱(29)的底部，所述控制箱(29)的顶部固定连接电源(22)的底部。
设计方案
1.一种井下打钻用防喷水装置，包括安全架(1)，其特征在于：所述安全架(1)的底部固定连接竖向套管(2)的顶部，所述竖向套管(2)的底部固定连接有电磁阀(3)，所述电磁阀(3)的底部固定连接孔口管段(4)的顶部，所述孔口管段(4)的内部活动连接有钻杆(5)；
所述安全架(1)的内部活动连接有密封橡胶块(6)，所述密封橡胶块(6)的一侧开设有凹槽(7)，所述密封橡胶块(6)的另一侧固定连接连动杆(8)的一端，所述密封橡胶块(6)的两端均固定连接橡胶柱(9)的一端，所述橡胶柱(9)的另一端与安全架(1)的内侧壁固定连接，所述橡胶柱(9)的表面环绕有压缩弹簧(10)，所述连动杆(8)的另一端固定连接拉板(11)的一侧；
所述安全架(1)的顶部固定板连接减振架(12)的底部，所述钻杆(5)的外侧活动连接阻尼层(13)的内表面，所述阻尼层(13)的外表面固定连接扣环(14)的内表面，所述扣环(14)的两侧均固定连接橡胶杆(15)的一端，所述橡胶杆(15)的另一端与减振架(12)的内侧壁固定连接，所述扣环(14)的两侧均固定连接垫块(16)的一侧，所述垫块(16)的另一侧固定连接减振弹簧(17)的一端，所述减振弹簧(17)的另一端与减振架(12)的内侧壁固定连接；
所述钻杆(5)的外侧活动连接有第一圆锥齿轮(18)，所述第一圆锥齿轮(18)的外侧啮合连接有第二圆锥齿轮(19)，所述第二圆锥齿轮(19)的中部通过主轴活动连接驱动电机(20)的一侧，所述竖向套管(2)的两侧内壁均固定连接有红外传感器(21)，所述安全架(1)的顶部一端固定板连接控制箱(29)的底部，所述控制箱(29)的顶部固定连接电源(22)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种井下打钻用防喷水装置，其特征在于：
所述钻杆(5)的顶部贯穿电磁阀(3)并位于安全架(1)的上方；
所述钻杆(5)的外侧与电磁阀(3)和竖向套管(2)活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种井下打钻用防喷水装置，其特征在于：
所述凹槽(7)的内部与钻杆(5)的外侧活动连接；
所述密封橡胶块(6)的两端分别与安全架(1)的两端内壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下打钻用防喷水装置，其特征在于：
所述连动杆(8)的另一端贯穿安全架(1)的内壁并位于安全架(1)的外侧；
所述连动杆(8)的外侧与安全架(1)活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种井下打钻用防喷水装置，其特征在于：
所述橡胶柱(9)的外表面与压缩弹簧(10)活动连接；
所述安全架(1)的两侧内壁均与橡胶柱(9)的另一端固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种井下打钻用防喷水装置，其特征在于：
所述安全架(1)的两侧内壁均与压缩弹簧(10)的一端固定连接；
所述压缩弹簧(10)的另一端与密封橡胶块(6)的另一侧固定连接；
所述减振架(12)的两侧内壁均与橡胶杆(15)的另一端固定连接；
所述减振架(12)的两侧内壁均与减振弹簧(17)的另一端固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种井下打钻用防喷水装置，其特征在于：
所述钻杆(5)的顶部贯穿减振架(12)并位于减振架(12)的外侧；
所述钻杆(5)的外侧与减振架(12)活动连接；
所述第一圆锥齿轮(18)的底部与减振架(12)的顶部活动连接；
所述驱动电机(20)的底部通过底座与安全架(1)的顶部另一端固定连接。
8.一种井下打钻用防喷水装置的控制系统，包括：电源(22)，其特征在于：所述电源(22)的输出端电连接控制箱(29)的输入端，所述控制箱(29)的内部设置有储存模块(26)、主控CPU(25)、A\/D转换模块(27)和电池阀控制模块(28)，所述红外传感器(21)输出端电连接A\/D转换模块(27)的输入端，所述A\/D转换模块(27)的输出端电连接主控CPU(25)的输入端，所述主控CPU(25)的连接端双向电连接储存模块(26)的连接端，所述主控CPU(25)的输出端电连接电池阀控制模块(28)的输入端，所述电池阀控制模块(28)的输出端电连接电磁阀(3)的输入端。
9.根据权利要求8所述的一种井下打钻用防喷水装置的控制系统，其特征在于：
所述主控CPU(25)为STM32F405VG主控CPU；
所述A\/D转换模块(27)内部设置有无线收发器，所述无线收发器为KY.01-CST610无线收发器。
10.根据权利要求8所述的一种井下打钻用防喷水装置的控制系统，其特征在于：
所述红外传感器(21)为KDS209红外传感器；
所述电磁阀(3)为RSP先导式电磁阀。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及井下打钻安全用具技术领域，具体为一种井下打钻用防喷水装置及其控制系统。
背景技术
根据《煤矿防治水规定》要求，煤矿防治水工作应坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。在有突水可能的井巷施工地点施工时，必须探明井巷前方的含水情况及水量、水压大小。在现有技术中，立井探水注浆和煤矿井下探放水施工，因为突然揭露高压水源，高压水通过钻孔喷出，不能及时控制水量，拔出钻杆，而造成了淹井事故的不计其数。
在中国实用新型专利申请公开说明书CN202073524U中公开的钻孔拔钻防喷水装置，该钻孔拔钻防喷水装置，结构简单、使用方便，减少了处理淹井造成的大量的人、财、物和工期的浪费，保证了施工人员的生命安全和机电设备财产的安全，安全效益和社会效益显著。如果全国的矿山企业，在探水、放水、注浆钻孔施工中使用，其经济和社会效益将非常巨大，该成果具有很高的推广价值。但是，该钻孔拔钻防喷水装置，使用不太方便，灵活性不太良好。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种井下打钻用防喷水装置及其控制系统，解决了现有的钻孔拔钻防喷水装置，使用不太方便，灵活性不太良好的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种井下打钻用防喷水装置及其控制系统，包括安全架，所述安全架的底部固定连接竖向套管的顶部，所述竖向套管的底部固定连接有电磁阀，所述电磁阀的底部固定连接孔口管段的顶部，所述孔口管段的内部活动连接有钻杆；
所述安全架的内部活动连接有密封橡胶块，所述密封橡胶块的一侧开设有凹槽，所述密封橡胶块的另一侧固定连接连动杆的一端，所述密封橡胶块的两端均固定连接橡胶柱的一端，所述橡胶柱的另一端与安全架的内侧壁固定连接，所述橡胶柱的表面环绕有压缩弹簧，所述连动杆的另一端固定连接拉板的一侧；
所述安全架的顶部固定板连接减振架的底部，所述钻杆的外侧活动连接阻尼层的内表面，所述阻尼层的外表面固定连接扣环的内表面，所述扣环的两侧均固定连接橡胶杆的一端，所述橡胶杆的另一端与减振架的内侧壁固定连接，所述扣环的两侧均固定连接垫块的一侧，所述垫块的另一侧固定连接减振弹簧的一端，所述减振弹簧的另一端与减振架的内侧壁固定连接；
所述钻杆的外侧活动连接有第一圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮的外侧啮合连接有第二圆锥齿轮，所述第二圆锥齿轮的中部通过主轴活动连接驱动电机的一侧，所述竖向套管的两侧内壁均固定连接有红外传感器，所述安全架的顶部一端固定板连接控制箱的底部，所述控制箱的顶部固定连接电源的底部。
可选的，所述钻杆的顶部贯穿电磁阀并位于安全架的上方；
所述钻杆的外侧与电磁阀和竖向套管活动连接。
可选的，所述凹槽的内部与钻杆的外侧活动连接；
所述密封橡胶块的两端分别与安全架的两端内壁固定连接。
可选的，所述连动杆的另一端贯穿安全架的内壁并位于安全架的外侧；
所述连动杆的外侧与安全架活动连接。
可选的，所述橡胶柱的外表面与压缩弹簧活动连接；
所述安全架的两侧内壁均与橡胶柱的另一端固定连接。
可选的，所述安全架的两侧内壁均与压缩弹簧的一端固定连接；
所述压缩弹簧的另一端与密封橡胶块的另一侧固定连接；
所述减振架的两侧内壁均与橡胶杆的另一端固定连接；
所述减振架的两侧内壁均与减振弹簧的另一端固定连接。
可选的，所述钻杆的顶部贯穿减振架并位于减振架的外侧；
所述钻杆的外侧与减振架活动连接；
所述第一圆锥齿轮的底部与减振架的顶部活动连接；
所述驱动电机的底部通过底座与安全架的顶部另一端固定连接。
一种井下打钻用防喷水装置的控制系统，包括电源，所述电源的输出端电连接控制箱的输入端，所述控制箱的内部设置有储存模块、主控CPU、A\/D转换模块和电池阀控制模块，所述红外传感器输出端电连接A\/D转换模块的输入端，所述A\/D转换模块的输出端电连接主控CPU的输入端，所述主控CPU的连接端双向电连接储存模块的连接端，所述主控CPU的输出端电连接电池阀控制模块的输入端，所述电池阀控制模块的输出端电连接电磁阀的输入端。
可选的，所述主控CPU为STM32F405VG主控CPU；
所述A\/D转换模块内部设置有无线收发器，所述无线收发器为KY.01-CST610无线收发器。
可选的，所述红外传感器为KDS209红外传感器；
所述电磁阀为RSP先导式电磁阀。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种井下打钻用防喷水装置及其控制系统，具备以下有益效果：
(1)、本实用新型，一方面，通过密封橡胶块将钻杆的连接处密封，防止水从钻杆的连接处喷出，同时方便钻杆拔出关闭电磁阀，保证防喷水装置的正常使用，通过压缩弹簧和橡胶柱保证了密封橡胶块的灵活性，方便密封橡胶块的使用，通过橡胶杆和减振弹簧可以降低钻杆受到的冲击力，保证钻杆的稳定，通过阻尼层可增加钻杆的摩擦力，防止钻杆跟随第一圆锥齿轮转动，且阻尼层还具有减振的功能，可以降低钻杆受到的振动。
(2)、本实用新型，另一方面，通过红外传感器可以确定电磁阀的关闭时间，防止电磁阀关闭过早或过晚影响使用，通过储存模块可以记录储存电磁阀状况，通过主控CPU可以通过红外传感器传递的信号控制电磁阀开关。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型的安全架结构内部俯视示意图；
图3为本实用新型的减振架结构剖视示意图；
图4为本实用新型的减振架结构内部俯视示意图；
图5为本实用新型的模块连接示意图。
图中：1-安全架，2-竖向套管，3-电磁阀，4-孔口管段，5-钻杆，6-密封橡胶块，7-凹槽，8-连动杆，9-橡胶柱，10-压缩弹簧，11-拉板，12-减振架，13-阻尼层，14-扣环，15-橡胶杆，16-垫块，17-减振弹簧，18-第一圆锥齿轮，19-第二圆锥齿轮，20-驱动电机，21-红外传感器，22-电源，23-缓冲挡板，24-透明保护罩，25-主控CPU，26-储存模块，27-A\/D转换模块，28-电磁阀开关模块，29-控制箱。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：
一种井下打钻用防喷水装置及其控制系统，包括安全架1，安全架1的底部固定连接竖向套管2的顶部，竖向套管2的底部固定连接有电磁阀3，电磁阀3的底部固定连接孔口管段4的顶部，孔口管段4的内部活动连接有钻杆5；
安全架1的内部活动连接有密封橡胶块6，通过密封橡胶块6将钻杆5的连接处密封，防止水从钻杆5的连接处喷出，同时方便钻杆5拔出关闭电磁阀3，保证防喷水装置的正常使用，密封橡胶块6的一侧开设有凹槽7，密封橡胶块6的另一侧固定连接连动杆8的一端，密封橡胶块6的两端均固定连接橡胶柱9的一端，橡胶柱9的另一端与安全架1的内侧壁固定连接，橡胶柱9的表面环绕有压缩弹簧10，通过压缩弹簧10和橡胶柱9保证了密封橡胶块6的灵活性，方便密封橡胶块6的使用，连动杆8的另一端固定连接拉板11的一侧；
安全架1的顶部固定板连接减振架12的底部，钻杆5的外侧活动连接阻尼层13的内表面，阻尼层13的外表面固定连接扣环14的内表面，扣环14的两侧均固定连接橡胶杆15的一端，橡胶杆15的另一端与减振架12的内侧壁固定连接，扣环14的两侧均固定连接垫块16的一侧，垫块16的另一侧固定连接减振弹簧17的一端，通过橡胶杆15和减振弹簧17可以降低钻杆5受到的冲击力，保证钻杆5的稳定，减振弹簧17的另一端与减振架12的内侧壁固定连接；
钻杆5的外侧活动连接有第一圆锥齿轮18，通过阻尼层13可增加钻杆5的摩擦力，防止钻杆5跟随第一圆锥齿轮18转动，且阻尼层13还具有减振的功能，可以降低钻杆5受到的振动，第一圆锥齿轮18的外侧啮合连接有第二圆锥齿轮19，第二圆锥齿轮19的中部通过主轴活动连接驱动电机20的一侧,竖向套管2的两侧内壁均固定连接有红外传感器21，安全架1的顶部一端固定板连接控制箱(29)的底部，控制箱29的顶部固定连接电源22的底部，竖向套管2的两侧内壁均固定连接缓冲挡板23的一端，缓冲挡板23的另一端固定连接透明保护罩24的一端，红外传感器21位于透明保护罩24的内部，通过缓冲挡板23和透明保护罩24可以防止水的冲击力对红外传感器21造成影响，导致红外传感器21的损坏影响使用，增加了红外传感器21的使用寿命，保证了红外传感器21的正常使用。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
钻杆5的顶部贯穿电磁阀3并位于安全架1的上方；
钻杆5的外侧与电磁阀3和竖向套管2活动连接，方便钻杆5的拔出，防止钻杆5在拔出时水溢出。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
凹槽7的内部与钻杆5的外侧活动连接；
密封橡胶块6的两端分别与安全架1的两端内壁固定连接，方便密封橡胶块6的活动，使密封橡胶块6能够正常将水截流。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
连动杆8的另一端贯穿安全架1的内壁并位于安全架1的外侧；
连动杆8的外侧与安全架1活动连接，方便连动杆8的活动，使连动杆8的能够带动密封橡胶块6活动。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
橡胶柱9的外表面与压缩弹簧10活动连接；
安全架1的两侧内壁均与橡胶柱9的另一端固定连接。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
安全架1的两侧内壁均与压缩弹簧10的一端固定连接；
压缩弹簧10的另一端与密封橡胶块6的另一侧固定连接，保证橡胶柱9和压缩弹簧10的固定，使橡胶柱9和压缩弹簧10能够正常压缩；
减振架12的两侧内壁均与橡胶杆15的另一端固定连接；
减振架12的两侧内壁均与减振弹簧17的另一端固定连接，保证橡胶杆15和减振弹簧17的固定，方便橡胶杆15和减振弹簧17的使用。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
钻杆5的顶部贯穿减振架12并位于减振架12的外侧；
钻杆5的外侧与减振架12活动连接；
第一圆锥齿轮18的底部与减振架12的顶部活动连接；
驱动电机20的底部通过底座与安全架1的顶部另一端固定连接，在保证驱动电机20和第一圆锥齿轮18稳定的同时，不影响驱动电机20和第一圆锥齿轮18的使用。
本实用新型工作原理：使用时，橡胶柱9和压缩弹簧10的弹力会带动密封橡胶块6将钻杆5密封，防止水溢出，当需要将钻杆5拔出时，开启驱动电机20，驱动电机20就会带动第二圆锥齿轮19和第一圆锥齿轮18转动，使钻杆5上升，当钻杆5上升到竖向套管2的内部时关闭电磁阀3，使水截流在孔口管段4的内部，当钻杆5上升到安全架1时，拉动拉板11，使连动杆8带动密封橡胶块6移动，使橡胶柱9和压缩弹簧10受力压缩产生弹力，然后将钻杆5取出，橡胶杆15和减振弹簧17可以降低钻杆5受到的冲击力，保证钻杆5的稳定，阻尼层13可增加钻杆5的摩擦力，防止钻杆5跟随第一圆锥齿轮18转动，且阻尼层13还具有减振的功能，可以降低钻杆5受到的振动，这时，就可以根据排水量大小，有计划地把积水放出或连接注浆设备进行堵水。
请参阅图5，本实用新型提供一种技术方案：
一种井下打钻用防喷水装置的控制系统，包括：电源22，所述电源22的输出端电连接控制箱29的输入端，所述控制箱29的内部设置有储存模块26、主控CPU 25、A\/D转换模块27和电池阀控制模块28，红外传感器21输出端电连接A\/D转换模块27的输入端，A\/D转换模块27的输出端电连接主控CPU25的输入端，所述主控CPU 25的连接端双向电连接储存模块26的连接端，所述主控CPU 25的输出端电连接电池阀控制模块28的输入端，所述电池阀控制模块28的输出端电连接电磁阀3的输入端，通过红外传感器21可以确定电磁阀3的关闭时间，防止电磁阀3关闭过早或过晚影响使用，通过储存模块26可以记录储存电磁阀3状况，通过主控CPU 25可以通过红外传感器21传递的信号控制电磁阀3开关。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
主控CPU 25为STM32F405VG主控CPU；
A\/D转换模块27内部设置有无线收发器，所述无线收发器为KY.01-CST610无线收发器。
作为本实用新型的一种可选技术方案：
红外传感器21为KDS209红外传感器；
电磁阀3为RSP先导式电磁阀。
本实用新型工作原理：红外传感器21感应的信息通过A\/D转换模块27转换后传递给主控CPU 25，然后经过储存模块26进行整理、对比和储存，方便查询，然后将整理和对比信息传递给主控CPU 25，主控CPU 25在控制电池阀控制模块28开关电磁阀3。
需要说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920074074.8
申请日:2019-01-17
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:41(河南)
授权编号:CN209339898U
授权时间:20190903
主分类号:E21B 33/06
专利分类号:E21B33/06
范畴分类:22A;
申请人:禹州枣园煤业有限公司
第一申请人:禹州枣园煤业有限公司
申请人地址:461670 河南省许昌市禹州市文殊镇马寨村
发明人:刘海洋;林贺辉;赵新涛;赵晓辉;李占营;罗凡;候新亚
第一发明人:刘海洋
当前权利人:禹州枣园煤业有限公司
代理人:丁国勇
代理机构:51289
代理机构编号:成都明涛智创专利代理有限公司 51289
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计