一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦煤炭鉆進用鉆具，具體的說是一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具。
【背景技術】
[0002]在煤礦開采過程中，巷道掘進期間存在諸如以下的安全問題:(1)、噸煤瓦斯含量大，易出現瓦斯超限。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，在掘進破煤、落煤時大量瓦斯涌出，造成瓦斯濃度偏高，曾出現瓦斯濃度瞬間超限報警。
[2]、煤層及頂底板軟，易引起片幫、冒頂。掘進工作面煤層頂底板軟，多為較厚的炭質泥巖、砂質泥巖和炭質頁巖，且煤層埋藏深，礦山壓力大，導致巷道變形快，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，需要對含瓦斯煤層進行瓦斯抽采，其主要方式是對煤層進行瓦斯抽采鉆孔施工，但是對松軟突出煤層鉆孔時，存在鉆進難、成孔難等制約瓦斯高效抽采的技術難題。近年來，隨著鉆探設備及工藝的不斷提升，松軟突出煤層的鉆孔深度和鉆進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，破壞了孔壁穩定的同時增大了鉆進偏差，導致了孔壁坍塌并壓死鉆桿，使鉆進工藝無法實施，進而影響成孔率和瓦斯抽采。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型為克服現有鉆頭在松軟煤層鉆進過程中，存在鉆進偏差、鉆桿易被壓死，使鉆進抽采瓦斯工藝無法實施的問題，提供一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具。
[0005]本實用新型為解決上述問題所采用的技術方案為: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，所述的殼體上設有多個通孔，兩個光鉆桿分別通過軸承轉動安裝在殼體中，回鉆鉆頭與尾端的光鉆桿的端部相連以驅動螺旋鉆桿旋轉，鉆進鉆頭與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿帶動鉆進鉆頭鉆進煤層，鉆下的煤粉通過通孔進入殼體內部，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在桿體上用于推進煤粉的螺旋葉片組成，且螺旋葉片繞桿體的整體為一獨立葉片，螺旋葉片外緣的側壁上設有凸緣，凸緣的設置，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]進一步的，螺旋鉆桿的中部設有刮板，使螺旋鉆桿在保持轉速不變的情況下，控制螺旋鉆桿的產粉量與排粉量的平衡，保證在鉆進過程中能充分的排出煤粉。
[0008]本實用新型中，鉆進鉆頭為三翼鉆頭；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，所述的鉆頭體上設有用于安裝翼片的導槽，導槽延伸方向與鉆頭體中心軸線之間的夾角Θ為10~15°。
[0009]本實用新型的組合鉆具，在鉆進過程，由殼體作為支撐，鉆進鉆頭和回鉆鉆頭配合鉆進，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 )、該組合鉆具在鉆進過程中，鉆進鉆頭和回鉆鉆頭配合鉆進，殼體上設置的通孔使鉆下的煤肩進入殼體內部的螺旋軸腔中，加快了鉆進速度，且依靠螺旋鉆桿旋轉排粉，有效地排除了軟煤層瓦斯地壓壓死鉆桿，與現有技術相比，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，有效地提高了鉆進深度和鉆進效率。
[0011](2)、螺旋鉆桿與軸承副配合轉動，一方面，使鉆頭穩定，保證其直線運動，不偏移，另一方面，軸承副可以自潤滑耐高溫達到400°C，有效提高了鉆頭的使用壽命。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的示意圖；
[0013]圖2為螺旋鉆桿的結構圖；
[0014]圖3為回鉆鉆頭的結構示意圖。
[0015]附圖標記:1、殼體，2、回鉆鉆頭，20、連接體，21、鉆頭體，22、翼片，23、導槽，3、鉆進鉆頭，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。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例對本實用新型的用于松軟煤層鉆孔的組合鉆頭作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[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動螺旋鉆桿4旋轉，鉆進鉆頭3與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿4帶動鉆進鉆頭3鉆進煤層，鉆下的煤粉通過殼體I上設置的多個通孔6進入殼體I內部，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與光鉆桿相連驅動螺旋鉆桿4旋轉，帶動鉆進鉆頭3鉆進，螺旋鉆桿4依托軸承副進行轉動，在工作時鉆進鉆頭3鉆進，風壓將煤粉吹入殼體I內，螺旋鉆桿4在風壓作用下把煤粉陸續排出后端，保證鉆進有效進給，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循環連續轉動，保證鉆進施工，抗擊強大的瓦斯壓力，防止鉆桿被壓死，實現了連續作業。
[0019]其中，如圖2所示的螺旋鉆桿4，由桿體40和設在桿體40上用于推進煤粉的螺旋葉片41組成，且螺旋葉片41繞桿體40的整體為一獨立葉片，螺旋葉片41外緣的側壁上設有凸緣42。
[0020]為使殼體I內部的煤粉形成加速排出區域，在螺旋鉆桿4的中部設置1~2個刮板
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[0021]本實用新型中，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上設有用于安裝翼片22的導槽23，導槽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。鉆進鉆頭3可以為三翼直鉆頭，即用于安裝翼片的導槽延伸方向與鉆頭體中心軸線平行設置，也可將鉆進鉆頭3設置為如同回鉆鉆頭2 —樣的三翼螺旋式鉆頭，利于排渣。
[0022]以上為本實用新型的基本實施方式，可在以上基礎上做進一步的改進或限定:可根據不同鉆孔工藝調整殼體I的長度和外徑，以及鉆進鉆頭3的外徑。
【主權項】
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)上設有多個通孔(6)，兩個光鉆桿(5)分別通過軸承轉動安裝在殼體(I)中，回鉆鉆頭(2)與尾端的光鉆桿的端部相連以驅動螺旋鉆桿(4)旋轉，鉆進鉆頭(3)與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿(4)帶動鉆進鉆頭(3 )鉆進煤層，鉆下的煤粉通過通孔(6 )進入殼體(O內部，并在螺旋鉆桿(4)的作用下從殼體(I)尾端排出。2.根據權利要求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)和設在桿體(40)上用于推進煤粉的螺旋葉片(41)組成，且螺旋葉片(41)繞桿體(40)的整體為一獨立葉片，螺旋葉片(41)外緣的側壁上設有凸緣(42)。3.根據權利要求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)的中部設有刮板(43)。4.根據權利要求1所述的一種用于松軟煤層鉆孔的組合鉆具，其特征在于:所述的鉆進鉆頭(3)為三翼鉆頭。5.根據權利要求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)上設有用于安裝翼片(22)的導槽(23)，導槽(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，所述的殼體上設有多個通孔，兩個光鉆桿分別通過軸承轉動安裝在殼體中，回鉆鉆頭與尾端的光鉆桿的端部相連以驅動螺旋鉆桿旋轉，鉆進鉆頭與首端的光鉆桿的端部相連，使螺旋鉆桿帶動鉆進鉆頭鉆進煤層，鉆下的煤粉通過通孔進入殼體內部，并在螺旋鉆桿的作用下從殼體尾端排出。該組合鉆具在鉆進過程中，鉆進鉆頭和回鉆鉆頭配合鉆進，殼體上設置的通孔使鉆下的煤屑進入殼體內部的螺旋軸腔中，加快了鉆進速度，且依靠螺旋鉆桿旋轉排粉，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
【申請號】CN201520280535
【發明人】武國勝, 喬福兆, 楊校培, 袁紅梅, 李勤
【申請人】平頂山市鐵福來機電設備有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月5日