[发明专利]一种基于光纤光栅的煤矿井下钻进装置

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的煤矿井下钻进装置，其特征在于：其包括：

钻管体(1)；

内轴柱(2)，可相对转动的同轴设置在所述钻管体(1)内，所述内轴柱(2)的一端设有安装轴套(11)，并由所述安装轴套(11)套接固定在外设钻杆上；

扭矩测定组件(5)，同轴固定在所述钻管体(1)上，所述扭矩测定组件(5)上对称穿接有第一光纤光栅(3)与第二光纤光栅(4)；

测压钻头(6)，可相对滑动的同轴设置在所述内轴柱(2)上；以及

扩径调节组件(7)，同轴设置在所述测压钻头(6)内，所述第一光纤光栅(3)与第二光纤光栅(4)的一端穿设在所述扩径调节组件(7)与所述测压钻头(6)之间。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的煤矿井下钻进装置，其特征在于：所述扭矩测定组件(5)包括：

外环座(51)，同轴固定在所述钻管体(1)上，所述内轴柱(2)的一端转动设置在所述外环座(51)内；

侧固定件(52)，中心对称设置在所述内轴柱(2)上；

顶位件(53)，中心对称设置在所述外环座(51)的内壁上，各所述顶位件(53)与侧固定件(52)相一一对应，所述第一光纤光栅(3)与第二光纤光栅(4)分别穿设在顶位件(53)与侧固定件(52)之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的煤矿井下钻进装置，其特征在于：所述测压钻头(6)包括：

外轴套(61)，固定在所述内轴柱(2)上；

钻头体(62)，可相对滑动的同轴设置在所述外轴套(616)的一侧，所述扩径调节组件(7)设置在所述钻头体(62)上；

固定环(66)，嵌入设置在所述外轴套(61)内，所述钻头体(62)的一端滑动设置在所述固定环(66)内；

外伸缩管(65)，被构造成两段式可伸缩结构，所述外伸缩管(65)同轴连接在所述钻头体(62)与外轴套(61)之间；

支撑弹簧(64)，为圆周阵列设置的多个，各所述支撑弹簧(64)横向连接在所述钻头体(62)与外轴套(61)之间；以及

内连柱件(63)，同轴固定在所述钻头体(62)上，所述内连柱件(63)的一侧滑动设置在外轴套(61)内，且其横截面呈倒T字形结构，所述外轴套(61)内设有安装凹位，所述第一光纤光栅(3)与第二光纤光栅(4)对称分布在安装凹位内位于内连柱件(63)两侧位置。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤光栅的煤矿井下钻进装置，其特征在于：所述扩径调节组件(7)包括：

安装躯件(71)，固定在所述钻头体(62)内；

气流管(72)，同轴固定在所述安装躯件(71)内，所述气流管(72)的一端穿设在所述内连柱件(63)中，所述内轴柱(2)中设有排流空腔，所述气流管(72)的一端通过内接管(73)与排流空腔相连通；

前置头(76)，可相对滑动的设置在所述钻头体(62)的一侧；

密封仓(74)，同轴固定在所述安装躯件(71)的一侧，所述气流管(72)的另一端与所述密封仓(74)相连通；

活塞杆(75)，滑动设置在所述密封仓(74)内，所述活塞杆(75)的一端与所述前置头(76)相固定；以及

内弹簧，套接设置在所述活塞杆(75)上。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤光栅的煤矿井下钻进装置，其特征在于：还包括：

环流仓(8)，同轴固定在所述钻头体(62)内，所述环流仓(8)的一侧连设有内支管(85)，所述内支管(85)的一端穿过所述排流空腔并与外设气泵相连通；

气流座(81)，可相对转动的密封设置在所述环流仓(8)与安装躯件(71)之间，所述气流座(81)上倾斜开设有内孔；

密封座(82)，同轴固定在所述气流座(81)的一侧，并随所述气流座(81)转动设置在安装躯件(77)内，所述密封座(82)内设有与所述内孔相连通的气压孔；

固定腔件(84)，对称固定在所述钻头体(62)内位于密封仓(74)的两侧位置，所述固定腔件(84)内滑动设置有轴塞体；以及

侧扩径件(83)，可相对转动的对称设置在前置头(76)的两侧位置，各所述侧扩径件(83)均通过支杆与所述轴塞体相连接。