松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，可有效解決松軟破碎煤層中瓦斯抽采孔深孔鉆進困難及成孔效果差的問題，解決的技術(shù)方案是，鉆頭與鉆頭連接件連接在一起，鉆頭連接件置于套管內(nèi)，套管上端有頂帽，鉆頭連接件上套裝有彈簧，彈簧上、下端分別由墊圈和頂帽固定，擴孔刀具開閉構(gòu)件置于套管內(nèi)，由一對刮刀、心軸和刀具管構(gòu)成，刮刀裝在套管內(nèi)的刮刀槽中，一端通過心軸與刀具管連接，構(gòu)成固定旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，沿刮刀外邊界由上至下鑲嵌有金剛石復(fù)合片，刀具管下端、套管下端分別與鉆桿連接件連接，鉆桿連接件下端與鉆桿連接，本實用新型有效提高了瓦斯抽采孔施工的速度，是松軟破碎煤層瓦斯抽采孔鉆進裝置上的創(chuàng)新。
【專利說明】松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤礦瓦斯抽采領(lǐng)域，特別是一種松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，高瓦斯礦井瓦斯抽采是煤礦安全高效生產(chǎn)的前提，是實現(xiàn)礦井最大經(jīng)濟效益的關(guān)鍵因素。目前，瓦斯抽采孔成孔一般利用鉆頭和鉆桿的接長實施鉆進作業(yè)，成孔后，對鉆孔未進行任何處理便實施抽采工藝。這種成孔工藝比較適用于中硬煤層，而在松軟破碎煤層中，常表現(xiàn)出:①鉆進過程中，鉆孔穩(wěn)定性差，孔壁常出現(xiàn)前鉆后塌的現(xiàn)象，成孔質(zhì)量差由于鉆孔孔壁大面積的坍塌，鉆渣的排出通道受阻，頻繁出現(xiàn)卡鉆、抱鉆現(xiàn)象，很難實現(xiàn)深孔鉆進，鉆孔深度達不到設(shè)計的要求；③鉆具(鉆桿、鉆頭)退出鉆孔后，孔壁常出現(xiàn)大面積的坍塌，堵塞了瓦斯的涌出通道，嚴重影響了瓦斯的抽采效果。傳統(tǒng)的做法是鉆進至設(shè)計位置后取出鉆具，然后下套管。但由于松軟破碎煤層鉆孔的穩(wěn)定性差，鉆具取出后便出現(xiàn)塌孔，導(dǎo)致套管很難下到孔底；現(xiàn)階段，一些學(xué)者和科研單位采用加大鉆孔直徑，在鉆進到預(yù)設(shè)位置后，在鉆具的中心通道內(nèi)下放套管，這種方式一定程度上解決了套管下放不到位的困難，不僅鉆進速度慢，而且很難進行深孔鉆進，工作面深部的瓦斯抽采問題依然存在。因此，研制出一種瓦斯抽采孔跟管鉆進的擴孔裝置實現(xiàn)邊鉆進邊跟進套管的方法是解決松軟破碎煤層瓦斯抽采效率的關(guān)鍵難題，故改進和創(chuàng)新勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，可有效解決松軟破碎煤層中瓦斯抽采孔深孔鉆進困難及成孔效果差的問題。
[0004]本實用新型解決的技術(shù)方案是，包括鉆頭、鉆頭連接件、擴孔刀具開閉構(gòu)件、套管和鉆桿連接件，鉆頭與鉆頭連接件連接在一起，鉆頭連接件置于套管內(nèi)，套管上端有頂帽，鉆頭連接件上套裝有彈簧，彈簧上、下端分別由墊圈和頂帽固定，擴孔刀具開閉構(gòu)件置于套管內(nèi)，由一對刮刀、心軸和刀具管構(gòu)成，刮刀裝在套管內(nèi)的刮刀槽中，一端通過心軸與刀具管連接，構(gòu)成固定旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，沿刮刀外邊界由上至下鑲嵌有金剛石復(fù)合片，刀具管下端、套管下端分別與鉆桿連接件連接，鉆桿連接件下端與鉆桿連接。
[0005]本實用新型有效提高了瓦斯抽采孔施工的速度，節(jié)約成本，瓦斯抽采效率高，操作方便，鉆孔穩(wěn)定性好，是松軟破碎煤層瓦斯抽采孔鉆進裝置上的創(chuàng)新。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型刮刀張開時的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0007]圖2為本實用新型刮刀閉合時的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0008]圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。[0009]圖4為本實用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0010]圖5為本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0011]圖6為本實用新型圖4中A-A的剖面圖。
[0012]圖7為本實用新型的擴孔刀具開閉構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖8為本實用新型的擴孔刀具開閉構(gòu)件側(cè)視圖。
[0014]圖9為本實用新型的鉆頭連接件剖面圖。
[0015]圖10為本實用新型的鉆頭連接件俯視圖。
[0016]圖11為本實用新型的頂帽剖面圖。
[0017]圖12為本實用新型的頂帽俯視圖。
[0018]圖13為本實用新型的套管主視圖。
[0019]圖14為本實用新型的套管剖面圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0021]由圖1-14給出，本實用新型包括鉆頭、鉆頭連接件、擴孔刀具開閉構(gòu)件、套管和鉆桿連接件，鉆頭I與鉆頭連接件9連接在一起，鉆頭連接件9置于套管5內(nèi)，套管5上端有頂帽4，鉆頭連接件9上套裝有彈簧3，彈簧3上、下端分別由墊圈2和頂帽4固定，擴孔刀具開閉構(gòu)件置于套管5內(nèi)，由一對刮刀6、心軸10和刀具管11構(gòu)成，刮刀6裝在套管5內(nèi)的刮刀槽16中，一端通過心軸10與刀具管11連接，構(gòu)成固定旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，沿刮刀6外邊界由上至下鑲嵌有金剛石復(fù)合片7，刀具管11下端、套管5下端分別與鉆桿連接件8連接，鉆桿連接件8下端與鉆桿連接。
[0022]為了保證使用效果，所述的鉆頭連接件9中心有空腔14，上端有與鉆頭I相匹配的外螺紋，與鉆頭I旋裝在一起，空腔14下端為圓錐形，內(nèi)部嵌有橡膠墊，當鉆頭I受壓力作用時，鉆頭連接件9向下滑移，刀具管11上端錐形部分正好插入內(nèi)部使之密封，鉆孔沖洗液通過鉆桿內(nèi)部依次進入刀具管11、空腔14、鉆頭1，由鉆頭I出水孔進入孔底冷卻鉆頭、沖洗鉆孔，鉆頭連接件9中部外表面形成對稱相間開的臺體，與頂帽4的中頂蓋15形狀相匹配，頂帽4 一方面保持鉆頭連接件9在套管5內(nèi)滑動，另一方面為鉆頭連接件9傳遞扭矩，帶動鉆頭I旋轉(zhuǎn)鉆進。
[0023]所述的刮刀6為同心半圓環(huán)狀，上部開有與心軸10相配的圓孔，刮刀6能自由繞心軸10旋轉(zhuǎn)，上部邊線向外呈尖角，在鉆頭連接件9壓向該尖角時，繞心軸10旋轉(zhuǎn)，下部邊線向內(nèi)呈圓角，尖角方便刮刀9繞心軸10開閉時，通過套管5中的刮刀槽16，圓角在刮刀槽16內(nèi)壁的作用下，阻止刮刀6展開過大，退出鉆具時，在跟管的內(nèi)壁的作用下，刮刀6順利恢復(fù)閉合狀態(tài)。
[0024]所述的心軸10為實心的軸承鋼制成的圓形，硬度大，耐磨性強，組裝擴孔刀具開閉構(gòu)件時，心軸10兩端各安裝一個卡子，固定刮刀6的軸向移動。
[0025]所述的刀具管11為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有腔體13，下端有與鉆桿連接件8相匹配的外螺紋，上端為與鉆頭連接件9下端相匹配的臺體，增強沖洗液流通效果，上部為扁平管狀，為刮刀6在套管5內(nèi)提供空間，增大刮刀6與刀具管11的接觸面積，在刮刀6工作時增強其穩(wěn)定性，沿扁平方向設(shè)有與心軸10相匹配的圓孔，部分沖洗液在心軸10周圍流出，通過刮刀槽16進入孔內(nèi)，有利于擴孔裝置內(nèi)的沖洗排渣。
[0026]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
[0027]本實用新型的使用情況是，I)將本實用新型的擴孔裝置通過鉆桿連接件8與鉆桿連接，實施瓦斯孔擴孔鉆進開孔；2)開孔后，退出鉆具，刮刀6處于閉合狀態(tài)，裝入鉆孔護壁套管裝置；3)進行邊鉆孔邊擴孔，護壁套管即時跟進，鉆渣從鉆桿和套管內(nèi)壁之間的通道排出孔外；4)接長鉆桿和套管，進行深孔鉆進護孔；5)達到設(shè)計位置后，停止鉆機推進，刮刀回復(fù)到閉合狀態(tài)，鉆機帶動鉆具旋轉(zhuǎn)退出，套管留在孔內(nèi)護孔。
[0028]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，在松軟破碎煤層中實現(xiàn)瓦斯孔邊鉆進邊擴孔，護壁套管即時跟進，防止孔壁的坍塌，同時在套管內(nèi)壁與鉆桿之間提供鉆渣排出通道，提高了鉆進速度和鉆孔所能達到的深度，成孔后拆卸鉆具時，刮刀處于閉合狀態(tài)，簡單方便拔出鉆具，有效提高了瓦斯抽采孔施工的速度，節(jié)約成本，瓦斯抽采效率高，是松軟破碎煤層瓦斯抽采孔鉆進裝置上的創(chuàng)新，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.一種松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，包括鉆頭、鉆頭連接件、擴孔刀具開閉構(gòu)件、套管和鉆桿連接件，其特征在于，鉆頭(I)與鉆頭連接件(9)連接在一起，鉆頭連接件(9)置于套管(5)內(nèi)，套管(5)上端有頂帽(4)，鉆頭連接件(9)上套裝有彈簧(3)，彈簧⑶上、下端分別由墊圈(2)和頂帽(4)固定，擴孔刀具開閉構(gòu)件置于套管(5)內(nèi)，由一對刮刀(6)、心軸(10)和刀具管(11)構(gòu)成，刮刀(6)裝在套管(5)內(nèi)的刮刀槽(16)中，一端通過心軸(10)與刀具管(11)連接，構(gòu)成固定旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，沿刮刀(6)外邊界由上至下鑲嵌有金剛石復(fù)合片(7)，刀具管(11)下端、套管(5)下端分別與鉆桿連接件(8)連接，鉆桿連接件(8)下端與鉆桿連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，其特征在于，所述的鉆頭連接件(9)中心有空腔(14)，上端有與鉆頭(I)相匹配的外螺紋，與鉆頭(I)旋裝在一起，空腔(14)下端為圓錐形，內(nèi)部嵌有橡膠墊，鉆頭連接件(9)中部外表面形成對稱相間開的臺體，與頂帽(4)的中頂蓋(15)形狀相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，其特征在于，所述的刮刀(6)為同心半圓環(huán)狀，上部開有與心軸(10)相配的圓孔，刮刀(6)上部邊線向外呈尖角，下部邊線向內(nèi)呈圓角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，其特征在于，所述的心軸(10)為實心的軸承鋼制成的圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，其特征在于，所述的刀具管(11)為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有腔體(13)，下端有與鉆桿連接件⑶相匹配的外螺紋，上端為與鉆頭連接件(9)下端相匹配的臺體，上部為扁平管狀，沿扁平方向設(shè)有與心軸(10)相匹配的圓孔。
【文檔編號】E21B10/32GK203685037SQ201420045151
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】張輝, 劉少偉, 徐佑林, 常建超, 李夢珍, 鄭偉 申請人:河南理工大學(xué)