專利名稱：用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工所用的鉆桿。
背景技術(shù)：
井下瓦斯抽采鉆孔分煤層鉆孔和巖石鉆孔，普遍采用的鉆桿有兩種， 一種 是靠鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)動力排渣的螺旋鉆桿(機(jī)械排渣鉆桿)， 一種是靠流體排渣的光 面圓鉆桿(流體排渣鉆桿)。巖石鉆孔施工時(shí)一般采用光面圓鉆桿，配套采用
水力排渣；煤層鉆孔施工時(shí)可采用光面圓鉆桿，也可采用螺旋鉆桿。上述兩種 鉆桿在上述兩種鉆孔施工時(shí)均存在缺陷，主要表現(xiàn)在光面圓鉆桿在施工巖石 鉆孔時(shí)與巖孔磨擦嚴(yán)重，鉆桿壽命很短；光面圓鉆桿在煤層鉆孔施工時(shí)不能適 應(yīng)塌孔堵孔現(xiàn)象，經(jīng)常出現(xiàn)鉆孔流體排渣系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象；螺旋鉆桿在煤層鉆孔 中施工效率低，經(jīng)常出現(xiàn)吸鉆、卡鉆現(xiàn)象。
已公布的發(fā)明"突出煤層扒孔降溫鉆具及其鉆進(jìn)方法"(專利公開號 CN101131069A)采用在光面圓鉆桿刻螺旋槽或焊接平置鋼板的兩種辦法，雖然 在煤層中打鉆具有一定效果，但刻槽法在巖孔施工中存在鉆桿磨損嚴(yán)重，鉆桿 壽命短的弊端，焊接平置鋼板法加工工藝復(fù)雜，鉆桿成本過高。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種新 的用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種用于瓦斯抽采鉆 孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，所述鉆桿為光面圓鉆桿，鉆桿中心設(shè)有內(nèi)孔，兩 端設(shè)有聯(lián)結(jié)螺紋，所述光面鉆桿的外表面設(shè)有螺旋狀的合金涂層。
為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械排渣功能，所述的合金涂層為螺旋形凸筋，凸筋的螺旋方 向與鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致。
所述合金涂層凸筋為多頭正螺旋形，該凸筋的厚度為0.5 5.0毫米，凸 筋寬度為10.0~20.0毫米。凸筋的厚度和寬度需根據(jù)圓鉆桿的直徑和不同礦 區(qū)的煤巖條件確定。
本實(shí)用新型的加工工藝按如下步驟操作進(jìn)行第一步，按常規(guī)方法首先 加工成普通的圓鉆桿；第二步，在圓鉆桿表面涂覆螺旋形合金涂層凸筋；第 三步，熱處理消除應(yīng)力并對鉆桿進(jìn)行校直。其中第二步采用激光熔覆設(shè)備，
將圓鉆桿置于該激光熔覆設(shè)備的特制附加螺旋推進(jìn)裝置上，激光熔覆設(shè)備的 激光束對著圓鉆桿外表面，圓鉆桿隨著螺旋推進(jìn)裝置旋轉(zhuǎn)前行，形成所述螺 旋形合金涂層凸筋。所述第二步也可采用等離子束表面冶金設(shè)備，將空心光 面鉆桿置于該等離子束表面冶金設(shè)備的螺旋推進(jìn)裝置上，等離子束表面冶金 設(shè)備的噴槍口對著空心光面鉆桿外表面，空心光面鉆桿隨著螺旋推進(jìn)裝置旋 轉(zhuǎn)前行，形成所述螺旋形合金涂層凸筋。
本實(shí)用新型采用在光面圓鉆桿上激光熔覆或等離子束表面冶金技術(shù)制成 低螺旋合金凸筋的方法，制成一種新的用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨 鉆桿， 一方面提高了鉆桿的耐磨性能，延長鉆桿的使用壽命；另一方面鉆桿 中心設(shè)有內(nèi)孔可通入流體(氣流或水流)，賦予鉆桿流體排渣功能，光面鉆桿 的外表面設(shè)有螺旋狀的合金涂層又賦予鉆桿機(jī)械排渣的功能。為了實(shí)現(xiàn)流體 排渣功能，要求配套鉆頭直徑應(yīng)大于凸筋旋轉(zhuǎn)直徑10.0毫米以上。該鉆桿屬 流體與機(jī)械協(xié)同排渣的具有耐磨特點(diǎn)的鉆桿，使其適應(yīng)于松軟煤層鉆孔、突 出煤層鉆孔、巖石鉆孔的瓦斯抽采鉆孔的施工。
采用本實(shí)用新型的鉆桿，不僅能夠適應(yīng)煤層鉆孔和巖石鉆孔的施工，而且 鉆桿的使用壽命可以得到提高。

附圖所示為本實(shí)用新型低螺旋耐磨鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖所示，本實(shí)用新型鉆桿主體為光面圓鉆桿3,鉆桿3中心設(shè)有內(nèi)孔2， 內(nèi)孔2兩端開有連接螺紋1，光面圓鉆桿3的外表面設(shè)有低密度正螺旋狀的 合金涂層凸筋4。
本實(shí)用新型鉆桿的加工工藝按如下步驟操作進(jìn)行
第一步、按常規(guī)方法首先加工成普通的圓鉆桿3。
第二步、采用等離子束表面冶金設(shè)備，將空心光面圓鉆桿3置于該等離 子束表面冶金設(shè)備的特制附加螺旋推進(jìn)裝置上，等離子束表面冶金設(shè)備的噴 槍口對著空心光面圓鉆桿3外表面，空心光面圓鉆桿3隨著螺旋推進(jìn)裝置旋 轉(zhuǎn)前行，形成螺旋形合金涂層凸筋4，該凸筋4的厚度為0.5 5.0毫米，寬度 10.0-20.0毫米。凸筋4的厚度和寬度需根據(jù)圓鉆桿3的直徑和不同礦區(qū)的煤 巖條件確定，凸筋4的條數(shù)可以是1 4條。
第三步、熱處理消除應(yīng)力并對鉆桿進(jìn)行校直。
本實(shí)用新型的加工工藝不局限于上述具體實(shí)施方式
，第二步為本實(shí)用新
型加工中的核心，除了采用上述具體實(shí)施例所述等離子束表面冶金設(shè)備外， 也可以采用其它成熟工藝，如激光熔覆工藝，或堆焊、噴焊、噴涂工藝。
在本實(shí)用新型鉆桿一端的內(nèi)孔2中安裝鉆頭進(jìn)行鉆孔施工，鉆頭直徑大 于凸筋旋轉(zhuǎn)直徑10.0毫米以上。首先向本實(shí)用新型鉆桿一端的內(nèi)孔2中提供 外接的持續(xù)的高壓氣流源或水流源，然后啟動鉆機(jī)帶動本實(shí)用新型鉆桿及其頭 部的鉆頭實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)。
在鉆孔不堵塞的情況下，本實(shí)用新型鉆桿正常鉆進(jìn)，鉆頭鉆落的鉆渣被 內(nèi)孔2提供的流體搬運(yùn)出鉆孔，螺旋凸筋4起輔助螺旋排渣作用。
在鉆孔堵塞的情況下，流體排渣作用暫時(shí)失效，螺旋凸筋4的螺旋排渣 功能可將堵塞的鉆孔疏通，恢復(fù)流體排渣通道的暢通。
在巖石鉆孔鉆進(jìn)時(shí)，擺動的鉆桿與鉆孔壁摩擦，但由于合金涂層凸筋4 的耐磨性遠(yuǎn)高于鉆桿本體，因此在合金涂層凸筋4的保護(hù)作用下，本實(shí)用新 型鉆桿的壽命會得到延長。
本實(shí)用新型鉆桿實(shí)現(xiàn)機(jī)械排渣和流體排渣的協(xié)同排渣，兼顧了光面鉆桿 和螺旋鉆桿的優(yōu)點(diǎn)，光面圓鉆桿3表面的螺旋形合金涂層凸筋4的耐磨性大 大高于光面圓鉆桿3本體，因此不僅能夠適應(yīng)煤層鉆孔施工，還能進(jìn)行巖石 鉆孔的施工，而且鉆桿的使用壽命可以得到提高。
權(quán)利要求1、一種用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，所述鉆桿為光面圓鉆桿，鉆桿中心設(shè)有內(nèi)孔，兩端設(shè)有聯(lián)結(jié)螺紋，其特征在于所述光面鉆桿的外表面設(shè)有螺旋狀的合金涂層。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，其特 征在于所述的合金涂層為螺旋形凸筋，凸筋的螺旋方向與鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)的旋 轉(zhuǎn)方向一致。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，其 特征在于所述合金涂層凸筋為多頭正螺旋形，該凸筋的厚度為0.5 5.0毫米，凸筋寬度為10.0 20.0毫米。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，所述鉆桿為光面圓鉆桿，鉆桿中心設(shè)有內(nèi)孔，兩端設(shè)有聯(lián)結(jié)螺紋，所述光面鉆桿的外表面設(shè)有螺旋狀的合金涂層。所述鉆桿的加工工藝按如下步驟操作進(jìn)行第一步，按常規(guī)方法首先加工成普通的圓鉆桿；第二步，在圓鉆桿表面涂覆螺旋形合金涂層凸筋；第三步，熱處理消除應(yīng)力并對鉆桿進(jìn)行校直。此用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿一方面提高了鉆桿的耐磨性能，延長鉆桿的使用壽命；另一方面鉆桿中心設(shè)有內(nèi)孔賦予鉆桿流體排渣功能，光面鉆桿的外表面設(shè)有螺旋狀的合金涂層又賦予鉆桿機(jī)械排渣的功能。該鉆桿適應(yīng)于松軟煤層鉆孔、突出煤層鉆孔、巖石鉆孔的瓦斯抽采鉆孔的施工。
文檔編號B32B1/00GK201202411SQ200820070888
公開日2009年3月4日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者傅國廷, 孫玉寧, 宋維賓, 張文平, 李遠(yuǎn)宏, 熊祖強(qiáng), 牛小平, 郭金剛 申請人:山西潞安礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司;河南理工大學(xué)