一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦煤炭鉆進(jìn)用鉆具，具體的說是一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦開采過程中，巷道掘進(jìn)期間存在諸如以下的安全問題:(1)、噸煤瓦斯含量大，易出現(xiàn)瓦斯超限。由于煤化程度高，煤層透氣性差，噸煤瓦煤層埋藏較深，斯含量較高，在掘進(jìn)破煤、落煤時大量瓦斯涌出，造成瓦斯?jié)舛绕撸霈F(xiàn)瓦斯?jié)舛人查g超限報警。
[2]、煤層及頂?shù)装遘洠滓鹌瑤?、冒頂。掘進(jìn)工作面煤層頂?shù)装遘?，多為較厚的炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)頁巖，且煤層埋藏深，礦山壓力大，導(dǎo)致巷道變形快，容易引起片幫、冒頂，造成瓦斯涌出量增大、堵塞巷道等。(3)、煤層變化快，另外煤層賦存不穩(wěn)定，屬典型的“雞窩煤”，煤層厚度、坡度變化較快。
[0003]為保證安全生產(chǎn)，需要對含瓦斯煤層進(jìn)行瓦斯抽采，其主要方式是對煤層進(jìn)行瓦斯抽采鉆孔施工，但是對松軟突出煤層鉆孔時，存在鉆進(jìn)難、成孔難等制約瓦斯高效抽采的技術(shù)難題。近年來，隨著鉆探設(shè)備及工藝的不斷提升，松軟突出煤層的鉆孔深度和鉆進(jìn)效率有了一定程度的提高，但是目前，煤礦上一般采用全斷面鉆頭進(jìn)行鉆孔施工，由于鉆頭隨鉆桿的撓度較大和瓦斯壓力過大，破壞了孔壁穩(wěn)定的同時增大了鉆進(jìn)偏差，導(dǎo)致了孔壁坍塌并壓死鉆桿，使鉆進(jìn)工藝無法實(shí)施，進(jìn)而影響成孔率和瓦斯抽采。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有鉆頭在松軟煤層鉆進(jìn)過程中，存在鉆進(jìn)偏差、鉆桿易被壓死，使鉆進(jìn)抽采瓦斯工藝無法實(shí)施的問題，提供一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，包括殼體、回鉆鉆頭、鉆進(jìn)鉆頭、螺旋鉆桿以及連接在螺旋鉆桿首尾兩端的兩個光鉆桿，所述的殼體上設(shè)有多個通孔，兩個光鉆桿分別通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在殼體中，回鉆鉆頭與尾端的光鉆桿的端部相連以驅(qū)動螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)鉆頭與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿帶動鉆進(jìn)鉆頭鉆進(jìn)煤層，鉆下的煤粉通過通孔進(jìn)入殼體內(nèi)部，并在螺旋鉆桿的作用下從殼體尾端排出。
[0006]所述的螺旋鉆桿由桿體和設(shè)在桿體上用于推進(jìn)煤粉的螺旋葉片組成，且螺旋葉片繞桿體的整體為一獨(dú)立葉片，螺旋葉片外緣的側(cè)壁上設(shè)有凸緣，凸緣的設(shè)置，能夠增大螺旋葉片與煤粉的接觸面積，提高螺旋鉆桿輸出煤粉的能力。
[0007]進(jìn)一步的，螺旋鉆桿的中部設(shè)有刮板，使螺旋鉆桿在保持轉(zhuǎn)速不變的情況下，控制螺旋鉆桿的產(chǎn)粉量與排粉量的平衡，保證在鉆進(jìn)過程中能充分的排出煤粉。
[0008]本實(shí)用新型中，鉆進(jìn)鉆頭為三翼鉆頭；回鉆鉆頭由連接體、鉆頭體以及螺旋分布在鉆頭體上的三個翼片組成，連接體和鉆頭體相互連接，所述的鉆頭體上設(shè)有用于安裝翼片的導(dǎo)槽，導(dǎo)槽延伸方向與鉆頭體中心軸線之間的夾角Θ為10~15°。
[0009]本實(shí)用新型的組合鉆具，在鉆進(jìn)過程，由殼體作為支撐，鉆進(jìn)鉆頭和回鉆鉆頭配合鉆進(jìn)，抗擊地壓把鉆桿壓死，能夠滿足松軟煤層中成型抽瓦斯孔的要求。
[0010]有益效果:(I )、該組合鉆具在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)鉆頭和回鉆鉆頭配合鉆進(jìn)，殼體上設(shè)置的通孔使鉆下的煤肩進(jìn)入殼體內(nèi)部的螺旋軸腔中，加快了鉆進(jìn)速度，且依靠螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)排粉，有效地排除了軟煤層瓦斯地壓壓死鉆桿，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在煤層近水平施鉆時降低了鉆孔的便移，減少了鉆桿的壓死幾率，有效地提高了鉆進(jìn)深度和鉆進(jìn)效率。
[0011](2)、螺旋鉆桿與軸承副配合轉(zhuǎn)動，一方面，使鉆頭穩(wěn)定，保證其直線運(yùn)動，不偏移，另一方面，軸承副可以自潤滑耐高溫達(dá)到400°C，有效提高了鉆頭的使用壽命。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的示意圖；
[0013]圖2為螺旋鉆桿的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3為回鉆鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1、殼體，2、回鉆鉆頭，20、連接體，21、鉆頭體，22、翼片，23、導(dǎo)槽，3、鉆進(jìn)鉆頭，4、螺旋鉆桿，40、桿體，41、螺旋葉片，42、凸緣，43、刮板，5、光鉆桿，6、通孔，7、軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的用于松軟煤層鉆孔的組合鉆頭作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0017]一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，如圖1所示，包括殼體1、回鉆鉆頭2、鉆進(jìn)鉆頭3、螺旋鉆桿4以及連接在螺旋鉆桿4首尾兩端的兩個光鉆桿5，兩個光鉆桿5分別通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在殼體I中，回鉆鉆頭2與尾端的光鉆桿的端部相連以驅(qū)動螺旋鉆桿4旋轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)鉆頭3與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿4帶動鉆進(jìn)鉆頭3鉆進(jìn)煤層，鉆下的煤粉通過殼體I上設(shè)置的多個通孔6進(jìn)入殼體I內(nèi)部，并在螺旋鉆桿4的作用下從殼體I尾端排出。
[0018]該組合鉆具的工作原理為:回鉆鉆頭2與光鉆桿相連驅(qū)動螺旋鉆桿4旋轉(zhuǎn)，帶動鉆進(jìn)鉆頭3鉆進(jìn)，螺旋鉆桿4依托軸承副進(jìn)行轉(zhuǎn)動，在工作時鉆進(jìn)鉆頭3鉆進(jìn)，風(fēng)壓將煤粉吹入殼體I內(nèi)，螺旋鉆桿4在風(fēng)壓作用下把煤粉陸續(xù)排出后端，保證鉆進(jìn)有效進(jìn)給，回鉆鉆頭2起到排粉和定孔作用，組合鉆頭依靠殼體I支撐，螺旋鉆桿4循環(huán)連續(xù)轉(zhuǎn)動，保證鉆進(jìn)施工，抗擊強(qiáng)大的瓦斯壓力，防止鉆桿被壓死，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)。
[0019]其中，如圖2所示的螺旋鉆桿4，由桿體40和設(shè)在桿體40上用于推進(jìn)煤粉的螺旋葉片41組成，且螺旋葉片41繞桿體40的整體為一獨(dú)立葉片，螺旋葉片41外緣的側(cè)壁上設(shè)有凸緣42。
[0020]為使殼體I內(nèi)部的煤粉形成加速排出區(qū)域，在螺旋鉆桿4的中部設(shè)置1~2個刮板
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[0021]本實(shí)用新型中，如圖3所示，回鉆鉆頭2由連接體20、鉆頭體21以及螺旋分布在鉆頭體21上的三個翼片22組成，連接體20和鉆頭體21相互連接，所述的鉆頭體21上設(shè)有用于安裝翼片22的導(dǎo)槽23，導(dǎo)槽23延伸方向與鉆頭體21中心軸線之間的夾角Θ為10-15°，便于煤粉的輸出。鉆進(jìn)鉆頭3可以為三翼直鉆頭，即用于安裝翼片的導(dǎo)槽延伸方向與鉆頭體中心軸線平行設(shè)置，也可將鉆進(jìn)鉆頭3設(shè)置為如同回鉆鉆頭2 —樣的三翼螺旋式鉆頭，利于排渣。
[0022]以上為本實(shí)用新型的基本實(shí)施方式，可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)或限定:可根據(jù)不同鉆孔工藝調(diào)整殼體I的長度和外徑，以及鉆進(jìn)鉆頭3的外徑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，其特征在于:包括殼體(1)、回鉆鉆頭(2)、鉆進(jìn)鉆頭(3)、螺旋鉆桿(4)以及連接在螺旋鉆桿(4)首尾兩端的兩個光鉆桿(5)，所述的殼體(1)上設(shè)有多個通孔(6)，兩個光鉆桿(5)分別通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在殼體(I)中，回鉆鉆頭(2)與尾端的光鉆桿的端部相連以驅(qū)動螺旋鉆桿(4)旋轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)鉆頭(3)與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿(4)帶動鉆進(jìn)鉆頭(3 )鉆進(jìn)煤層，鉆下的煤粉通過通孔(6 )進(jìn)入殼體(O內(nèi)部，并在螺旋鉆桿(4)的作用下從殼體(I)尾端排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，其特征在于:所述的螺旋鉆桿(4)由桿體(40)和設(shè)在桿體(40)上用于推進(jìn)煤粉的螺旋葉片(41)組成，且螺旋葉片(41)繞桿體(40)的整體為一獨(dú)立葉片，螺旋葉片(41)外緣的側(cè)壁上設(shè)有凸緣(42)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，其特征在于:所述螺旋鉆桿(4)的中部設(shè)有刮板(43)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，其特征在于:所述的鉆進(jìn)鉆頭(3)為三翼鉆頭。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，其特征在于:所述的回鉆鉆頭(2)由連接體(20)、鉆頭體(21)以及螺旋分布在鉆頭體(21)上的三個翼片(22)組成，連接體(20)和鉆頭體(21)相互連接，所述的鉆頭體(21)上設(shè)有用于安裝翼片(22)的導(dǎo)槽(23)，導(dǎo)槽(23)延伸方向與鉆頭體(21)中心軸線之間的夾角Θ為10~15°。
【專利摘要】一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，包括殼體、回鉆鉆頭、鉆進(jìn)鉆頭、螺旋鉆桿以及連接在螺旋鉆桿首尾兩端的兩個光鉆桿，所述的殼體上設(shè)有多個通孔，兩個光鉆桿分別通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在殼體中，回鉆鉆頭與尾端的光鉆桿的端部相連以驅(qū)動螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)鉆頭與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿帶動鉆進(jìn)鉆頭鉆進(jìn)煤層，鉆下的煤粉通過通孔進(jìn)入殼體內(nèi)部，并在螺旋鉆桿的作用下從殼體尾端排出。該組合鉆具在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)鉆頭和回鉆鉆頭配合鉆進(jìn)，殼體上設(shè)置的通孔使鉆下的煤屑進(jìn)入殼體內(nèi)部的螺旋軸腔中，加快了鉆進(jìn)速度，且依靠螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)排粉，有效地排除了軟煤層瓦斯地壓壓死鉆桿。
【IPC分類】E21B10/00, E21B17/22
【公開號】CN204627415
【申請?zhí)枴緾N201520280535
【發(fā)明人】武國勝, 喬福兆, 楊校培, 袁紅梅, 李勤
【申請人】平頂山市鐵福來機(jī)電設(shè)備有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月5日