一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置的制造方法
【專利摘要】一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，主要包括三棱鉆桿、復(fù)合式鉆頭、鉆桿內(nèi)的護(hù)孔套管、傘形套管固定裝置。所述的復(fù)合式鉆頭包括鉆頭體、外部切削翼和內(nèi)部鉆芯、凹形卡槽，鉆頭體上設(shè)置有外部切削翼、排渣凹槽和噴嘴，排渣凹槽位于四個外部切削翼之間，切削翼上鑲嵌有金剛石切割齒，內(nèi)部鉆芯內(nèi)置有壓縮彈簧和鋼珠，內(nèi)部鉆芯外表面上鑲嵌有金剛石切割齒和擋煤板；鉆桿內(nèi)的護(hù)孔套管包括護(hù)孔實管和護(hù)孔花管；傘形套管固定裝置包括傘形骨架、支撐架、套環(huán)和套鎖。該實用新型裝置設(shè)計獨特、結(jié)構(gòu)簡單、便于操作。解決了在煤層中打鉆后退出鉆桿和鉆頭的過程中，能夠?qū)阈翁坠芄潭ㄑb置撐開，達(dá)到護(hù)孔套管不隨鉆桿和鉆頭向外退出的目的。
【專利說明】
一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于煤礦安全開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤炭資源豐富，近年來雖然煤炭煤炭占一次能源消費的比重在減少，但其作為主要能源和重要工業(yè)原料的主體能源地位難以改變。我國煤層瓦斯賦存條件復(fù)雜，煤層占我國在采煤層的60%?80%，具有煤層破碎、穩(wěn)定性差，瓦斯含量高、壓力大等特點，在煤層打鉆施工過程中常常遇到鉆孔孔壁坍塌、噴孔和卡埋鉆等現(xiàn)象。打鉆完成，退出鉆具之后，孔壁周圍的煤體會覆蓋住鉆孔，鉆孔垮塌，堵塞了瓦斯流動的通道，大大降低了瓦斯抽采效率。傳統(tǒng)的做法是鉆進(jìn)至設(shè)計位置后取出鉆具，然后下套管。但由于煤層打鉆后鉆孔周圍穩(wěn)定性差，鉆具取出后即出現(xiàn)塌孔，導(dǎo)致套管無法到達(dá)設(shè)計深度，造成鉆孔成孔深度淺、成孔率低、瓦斯抽采效果差，導(dǎo)致防突成本和瓦斯抽采成本很高。
[0003]針對這些問題，一些科研工作者、相關(guān)工程技術(shù)人員采用在打鉆之后，將鉆具的中心通道內(nèi)下設(shè)套管，這種方法可以將套管送到設(shè)計深度，但退鉆過程中套管容易隨鉆桿向外退出，從而使套管無法到達(dá)設(shè)計深度。同時在打鉆過程中，鉆頭向煤層鉆進(jìn)時，煤粉會從鉆頭體進(jìn)入鉆桿中心通道，當(dāng)下設(shè)套管時，進(jìn)入鉆桿的煤粉阻礙套管穿過鉆頭體。因此嚴(yán)重制約了瓦斯抽采問題。
[0004]為此，針對上述出現(xiàn)的問題，經(jīng)過前期調(diào)研以及后期的深入研究和設(shè)計，研發(fā)了一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，以此來解決上述所出現(xiàn)的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述出現(xiàn)的情況，為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本實用新型的目的是要提供一種一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，可有效解決煤層中瓦斯抽采孔深孔鉆進(jìn)之后成孔效果差、送入套管難同時也解決了退鉆過程中套管容易隨鉆桿向外退出的問題。
[0006]本實用新型解決的技術(shù)方案是:一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，主要包括三棱鉆桿、復(fù)合式鉆頭、護(hù)孔套管、傘形套管固定裝置。所述的復(fù)合式鉆頭包括鉆頭體、夕卜部切削翼、內(nèi)部鉆芯和凹形卡槽，鉆頭體上設(shè)置有外部切削翼、排渣凹槽和噴嘴，排渣凹槽位于四個外部切削翼之間，切削翼上鑲嵌有金剛石切割齒，內(nèi)部鉆芯內(nèi)置有壓縮彈簧和鋼珠，內(nèi)部鉆芯外表面上鑲嵌有金剛石切割齒和擋煤板，凹形卡槽、內(nèi)部鉆芯與噴頭體連接的部位靠轉(zhuǎn)動銷軸連接，呈對稱分布，內(nèi)部鉆芯可閉合在凹形卡槽內(nèi)，內(nèi)部鉆芯和凹形卡槽打開時與鉆桿同軸向；護(hù)孔套管包括護(hù)孔實管和護(hù)孔花管;傘形套管固定裝置包括傘形骨架、支撐架、套環(huán)和套鎖。
[0007]進(jìn)一步，所述四個外部切削翼均勻分布在鉆頭體的外端部，旋轉(zhuǎn)軌跡形成螺旋狀。
[0008]進(jìn)一步，所述四個外部切削翼之間設(shè)有排渣槽。
[0009]進(jìn)一步，所述鉆頭體上設(shè)置有噴嘴。
[0010]進(jìn)一步，所述凹形卡槽和內(nèi)部鉆芯上均鑲嵌有金剛石切削齒，正常的打鉆過程中，凹形卡槽和內(nèi)部鉆芯呈閉合狀態(tài)，所設(shè)的擋煤板能阻止煤渣進(jìn)入鉆頭體內(nèi)，在打鉆完成后，下設(shè)傘形套管固定裝置可以經(jīng)由鉆桿內(nèi)可穿過鉆頭體內(nèi)部使鋼珠與凹形卡槽分離，然后將內(nèi)部鉆芯和凹形卡槽打開，直到傘形套管固定裝置進(jìn)入到鉆孔底部。
[0011]進(jìn)一步，所述傘形套管固定裝置能夠在鉆頭和鉆桿退鉆時，套環(huán)沖進(jìn)套鎖，可以使傘形套管固定裝置傘形骨架撐開，套鎖將套環(huán)鎖住，促使護(hù)孔套管不隨鉆桿和鉆頭向外退出。
[0012]進(jìn)一步，所述護(hù)孔實管和護(hù)孔花管等長，采用螺紋連接。
[0013]采用上述技術(shù)方案，向煤層中打鉆過程中，復(fù)合式鉆頭能有效地切割煤體，鉆頭體內(nèi)部內(nèi)部鉆芯在關(guān)閉狀態(tài)下能夠有效阻擋煤渣進(jìn)入鉆頭內(nèi)部，四個外部切削翼之間的排渣槽，在轉(zhuǎn)動過程中能將煤渣排出，采用的三棱鉆桿可以將煤渣排出鉆孔外。
[0014]鉆孔施工到設(shè)計深度后，第一節(jié)護(hù)孔花管連接傘形套管固定裝置并固定，然后將其從三棱鉆桿體內(nèi)插入鉆孔，再連接護(hù)孔實管，插入到鉆桿內(nèi)，依次交叉連接護(hù)孔花管和護(hù)孔實管，送入鉆桿內(nèi)，直至傘形套管固定裝置送入到鉆頭體內(nèi)部，傘形套管固定裝置使鋼珠與凹形卡槽分離，然后將閉合的內(nèi)部鉆芯和凹形卡槽打開，然后繼續(xù)將護(hù)孔管送入鉆孔，直到傘形套管固定裝置進(jìn)入到鉆孔底部，開始退出鉆桿和鉆頭，而鉆桿和鉆頭在退出的過程中，能夠?qū)阈翁坠芄潭ㄑb置撐開，促使套管不隨鉆桿和鉆頭向鉆孔外退出。
[0015]本實用新型的有益效果是，本實用有效解決煤層中瓦斯抽采孔深孔鉆進(jìn)之后成孔效果差、送入套管難同時也解決了退鉆過程中套管容易隨鉆桿向外退出的問題。該實用新型裝置設(shè)計獨特、結(jié)構(gòu)簡單、便于操作使用，在護(hù)孔管頭的作用下，內(nèi)部鉆芯能夠?qū)崿F(xiàn)自由的撐開，鉆桿和鉆頭在退出的過程中，能夠?qū)阈翁坠芄潭ㄑb置撐開傘形套管固定裝置，達(dá)到護(hù)孔套管不隨鉆桿和鉆頭向外退出的目的。
【附圖說明】
[0016]圖1是實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]圖2是本實用新型中復(fù)合式鉆頭打開時的主視圖示意圖。
[0018]圖3是本實用新型中復(fù)合式鉆頭俯視圖示意圖。
[0019]圖4是本實用新型中傘形套管固定裝置主視圖示意圖。
[0020]圖5是本實用新型中傘形套管固定裝置內(nèi)部A-A向剖視圖示意圖。
[0021]圖中，1-三棱鉆桿，2-復(fù)合式鉆頭，3-傘形套管固定裝置，4-鉆桿內(nèi)的護(hù)孔套管(4-1護(hù)孔實管，4-2護(hù)孔花管)，5_鉆頭體，6-金剛石切割齒，7-外部切削翼，8-噴嘴，9-內(nèi)部鉆芯，10-排渣凹槽，11-擋煤板，12-鋼珠，13-壓縮彈簧，14-凹形卡槽，15-轉(zhuǎn)動銷軸，16-傘形骨架，17-支撐架，18-套環(huán)，19-套鎖，20-鎖簧，21-螺旋接頭。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型做進(jìn)一步說明:
[0023]一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，如圖所示，主要包括三棱鉆桿1、復(fù)合式鉆頭2、鉆桿內(nèi)的護(hù)孔套管4、傘形套管固定裝置3。所述的復(fù)合式鉆頭2包括鉆頭體5、外部切削翼7、內(nèi)部鉆芯9和凹形卡槽14，鉆頭體5上設(shè)置有排渣凹槽10和噴嘴8，四個外部切削翼均勻分布在鉆頭體5的外端部，排渣凹槽10位于四個外部切削翼之間，轉(zhuǎn)軌跡形成螺旋狀，切削翼上鑲嵌有金剛石切割齒6，內(nèi)部鉆芯9內(nèi)置有壓縮彈簧13和鋼珠12，內(nèi)部鉆芯9外表面上鑲嵌有金剛石切割齒6和擋煤板11;凹形卡槽14、內(nèi)部鉆芯9與噴頭體23連接的部位靠轉(zhuǎn)動銷軸15連接，呈對稱分布，內(nèi)部鉆芯9可閉合在凹形卡槽14內(nèi)，內(nèi)部鉆芯9和凹形卡槽14打開時與鉆桿同軸向；鉆桿內(nèi)的護(hù)孔套管4包括護(hù)孔實管4-1和護(hù)孔花管4-2;傘形套管固定裝置3包括傘形骨架16、支撐架17、套環(huán)18和套鎖19。
[0024]實施步驟:在煤層打鉆過程中，內(nèi)部鉆芯9始終處于關(guān)閉狀態(tài)，擋煤板11能夠阻擋煤渣進(jìn)入鉆頭體5內(nèi)。四個外部切削翼7上的金剛石切割齒6能將鉆孔內(nèi)的煤破碎，經(jīng)由排渣凹槽10將煤渣從鉆頭體5排出，然后通過三棱鉆桿I從鉆孔中排出。鉆孔施工到設(shè)計深度后，將第一節(jié)護(hù)孔花管4-1連接傘形套管固定裝置3并固定，然后將其從三棱鉆桿I體內(nèi)推入鉆孔，再連接護(hù)孔實管4-2，以此推入到鉆桿內(nèi)，依次交叉連接護(hù)孔花管4-2和護(hù)孔實管4-1，送入鉆桿內(nèi)，直至傘形套管固定裝置3送入到鉆頭體5內(nèi)部，傘形套管固定裝置3使鋼珠12與凹形卡槽14分離，然后將閉合的內(nèi)部鉆芯9和凹形卡槽14打開，然后繼續(xù)將護(hù)孔管4送入鉆孔，直到傘形套管固定裝置3進(jìn)入到鉆孔底部，開始退出鉆桿I和復(fù)合式鉆頭2，而在退出的過程中，鉆桿I和復(fù)合式鉆頭2能夠使套環(huán)18穿過套鎖19，套鎖19將套環(huán)18鎖住，頂起支撐架17，撐開傘形骨架16，固定護(hù)孔套管4，促使護(hù)孔套管4不隨鉆桿I和鉆頭2向鉆孔外退出，以致于護(hù)孔套管4留在鉆孔內(nèi)。其中護(hù)孔套管4不僅起到了護(hù)孔的作用，而且又充當(dāng)瓦斯抽采管抽采瓦斯的用途。
[0025]本實用新型提供的煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，應(yīng)當(dāng)說明的是上述實例用于說明本實用新型的詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型設(shè)計前提下，還可以做出一些改進(jìn)或變換，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，主要包括三棱鉆桿、復(fù)合式鉆頭、護(hù)孔套管、傘形套管固定裝置;所述的復(fù)合式鉆頭包括鉆頭體、外部切削翼、內(nèi)部鉆芯和凹形卡槽，鉆頭體上設(shè)置有外部切削翼、排渣凹槽和噴嘴，排渣凹槽位于四個外部切削翼之間，切削翼上鑲嵌有金剛石切割齒，內(nèi)部鉆芯內(nèi)置有壓縮彈簧和鋼珠，內(nèi)部鉆芯外表面上鑲嵌有金剛石切割齒和擋煤板，凹形卡槽、內(nèi)部鉆芯與噴頭體連接的部位靠轉(zhuǎn)動銷軸連接，呈對稱分布，內(nèi)部鉆芯可閉合在凹形卡槽內(nèi)，內(nèi)部鉆芯和凹形卡槽打開時與鉆桿同軸向；護(hù)孔套管包括護(hù)孔實管和護(hù)孔花管;傘形套管固定裝置包括傘形骨架、支撐架、套環(huán)和套鎖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，其特征在于:四個外部切削翼均勻分布在噴頭體的外端部，四個外部切削翼之間設(shè)有排渣槽，旋轉(zhuǎn)軌跡形成螺旋狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，其特征在于:鉆頭體上設(shè)置有噴嘴。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，其特征在于:凹形卡槽和內(nèi)部鉆芯上均鑲嵌有金剛石切削齒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層瓦斯抽采孔鉆護(hù)抽一體化裝置，其特征在于:護(hù)孔實管和護(hù)孔花管等長，采用螺紋連接。
【文檔編號】E21B10/46GK205503011SQ201620020248
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月11日
【發(fā)明人】徐冬冬, 周正濤
【申請人】河南理工大學(xué)