本实用新型专利技术公开了一种孔口密封装置及连续换钻杆装置，孔口密封装置沿轴向依次设置第一密封体、第一缓冲体和第二密封体；第一密封体实现钻杆周向密封；第二密封体实现钻孔的孔口密封，且第二密封体与钻杆周向形成间隙；通入第一缓冲体内的高压水由第二密封体与钻杆的周向间隙冲入钻孔。本实用新型专利技术通过现有动力头钻机集成随钻加卸杆装置、孔口密封装置，可实现正循环冲排渣钻进转变为反循环冲排渣钻进，结构简单，工艺实现度高，提高了钻进效率，有利于降低孔内事故概率。有利于降低孔内事故概率。有利于降低孔内事故概率。
【技术实现步骤摘要】
一种孔口密封装置及连续换钻杆装置
[0001]本技术属于煤矿井下钻探工程领域，涉及一种孔口密封装置及连续换钻杆装置。
技术介绍
[0002]在煤矿井下施工瓦斯抽放或探放水等钻孔时大量使用主轴通孔式动力头钻机，此类钻机可采用夹持器和动力头中间加卸钻杆或动力头后加卸钻杆方式，当采用中间加卸钻杆时配套钻杆的长度受钻机给进机身行程的限制，而采用动力头后加卸钻杆时配套钻杆的长度可不受钻机给进机身行程的限制。目前煤矿井下钻孔采用的是正循环钻进方法，不管采用何种加卸杆方式，当一个回次钻进结束需加钻杆时均需关闭水泵停止供水，从夹持器和动力头中间或动力头后加上钻杆拧紧后重新开泵供水方可进行下一回次钻进，因此无法实现不停钻的连续钻进。针对现有施工方法不连续、施工效率低的弊端，本技术提供一种基于反循环的动力头后自动加杆的不停钻连续钻进方法。
技术实现思路
[0003]本技术的目的是提供一种孔口密封装置及连续换钻杆装置，孔口密封装置实现反循环排渣，钻杆后无水便，以解决目前主流钻进采用正循环中间加杆或动力头后加杆方式需频繁停水停钻导致施工间断、效率低的问题。
[0004]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种孔口密封装置，沿轴向依次设置第一密封体、第一缓冲体和第二密封体；第一密封体实现钻杆周向密封；第二密封体实现钻孔的孔口密封，且第二密封体与钻杆周向形成间隙；通入第一缓冲体内的高压水由第二密封体与钻杆的周向间隙冲入钻孔。
[0006]可选的，与所述的第一密封体轴向对接设置第二缓冲体；第一缓冲体和第二密封体沿轴向套设在第二缓冲体外；第一缓冲体与第二缓冲体连通，且第二缓冲体套设在钻杆外并与钻杆形成间隙。
[0007]可选的，所述的第一缓冲体为锥环形腔体。
[0008]可选的，所述的第一缓冲体的横截面积由第一密封体端到第二密封体端渐大。
[0009]可选的，所述的第二缓冲体为圆筒形腔体。
[0010]可选的，所述的第一密封体依次沿轴向叠设连接座、压板、第一密封环、第二密封环和压环；第二密封环为多凹槽锥形环体，压环与第二密封环的锥形面贴合。
[0011]可选的，在所述的压环内侧还设置密封圈。
[0012]可选的，所述的第二密封体设置柔性密封块；柔性密封块的外端面为锥形面，且柔性密封块内侧环空。
[0013]一种连续换钻杆装置，设置给进机构，在给进机构上设夹持器、回转器和拧卸送杆机构；与所述的夹持器对接设置孔口密封装置，所述的孔口密封装置为本专利技术所述的孔口密封装置。
连通，且第二缓冲体1
‑
4套设在钻杆外并与钻杆形成间隙。第二缓冲体1
‑
4在对应第一缓冲体1
‑
2和第二密封体1
‑
3的内侧强制与第一钻杆2形成了间隙，第一缓冲体1
‑
2与第二缓冲体1
‑
4连通，将来自第一缓冲体1
‑
2内的高压水沿定向的间隙导出，实现高压水流尽量沿钻杆冲入，避免与第二密封体1
‑
3接触，保证第二密封体1
‑
3与钻孔孔口的牢固密封接触效果。
[0026]在本公开的实施例中，第一缓冲体1
‑
2为锥环形腔体，锥环形腔体有利于保持高压水的冲击力，同时具有一定的流出方向的导向性。
[0027]优选的，第一缓冲体1
‑
2的横截面积由第一密封体1
‑
1端到第二密封体1
‑
3端渐大，引导高压水由第二密封体1
‑
3端流出。
[0028]在本公开的实施例中，第二缓冲体1
‑
4为圆筒形腔体，引导高压水流沿该腔体流出，具有导向性。水泵高压水从进水口122注入后通过第一缓冲体1
‑
2的腔体和第二缓冲体1
‑
4与第一钻杆2的环间隙流到孔底钻头，携带钻屑经钻杆内通孔返回孔口排出，因钻杆内通径截面要小于环空间隙，因此同样流量下反循环排渣流速远大于正循环排渣，更利于钻屑排出；同时因不用停泵加杆，可实现不停钻连续钻进。
[0029]在本公开的实施例中，第一密封体1
‑
1依次沿轴向叠设连接座111、压板112、第一密封环113、第二密封环114和压环115；第二密封环114为多凹槽锥形环体，压环115与第二密封环114的锥形面贴合。第一密封体的连接座111通过法兰螺栓等结构连接夹持器3，第一钻杆2与本装置的环空间隙采用第一密封环113和第二密封环114实现两重密封，第一密封环113为普通的板环式结构，为对开密封环，第二密封环114为对开多凹槽锥形密封环，避免漏水。
[0030]在本公开的实施例中，在压环115内侧还设置密封圈116，另在压环115的内侧设置密封圈116阻隔孔内钻屑。
[0031]在本公开的实施例中，第二密封体1
‑
3设置柔性密封块131；柔性密封块131的外端面为锥形面，且柔性密封块131内侧环空。第二密封体1
‑
3的柔性密封块131的外锥形端与钻孔的孔口顶紧密封。
[0032]结合图3，本技术的连续换钻杆装置设置给进机构14，在给进机构14上设夹持器3、回转器4和拧卸送杆机构8；与夹持器3对接设置孔口密封装置1，孔口密封装置1为本公开中的孔口密封装置1。本技术的孔口密封装置1的设置，实现正循环冲排渣钻进转变为反循环冲排渣钻进，钻杆上不连接水便，为不停钻连续换钻杆提供了可能。为了进一步减少人工的检测和误差，设置多种传感器进行数据收集，为连续换钻杆提供可能，具体如下：
[0033]在本公开的实施例中，在回转器4上设置第一转速传感器5，拧卸送杆机构8上设置第二转速传感器7；给进机构14上设置送杆油缸10和给进油缸12，设置第一位移传感器11收集送杆油缸10的位移数据，设置第二位移传感器13收集给进油缸12的位移数据。
[0034]拧卸送杆机构8和回转器4通过送杆油缸10联结在一起，拧卸送杆机构8和回转器4由给进油缸12带动同步前进后退，同时由送杆油缸10控制拧卸送杆机构8和回转器4之间的相对位移。
[0035]拧卸送杆机构8和回转器4分别通过第二转速传感器7和第一转速传感器5监测各自回转速度。
[0036]拧卸送杆机构8的送杆速度和回转器4的给进速度分别通过第一位移传感器11和第二位移传感器13监测各自移动速度。
[0037]根据第二钻杆6和第一钻杆2的所需螺纹预紧力，计算钻杆螺纹拧紧力矩，确定拧卸送杆机构8的回转转矩设定最大临界回转压力，当拧卸送杆机构8拧紧钻杆达到临界压力时，第二钻杆6和第一钻杆2拧到位，拧卸送杆机构8自动停止回转并松开第二钻杆6的夹紧，同时送杆油缸10停止位移。
[0038]不停钻随钻加卸钻杆原理为：回转器4夹紧第一钻杆2边回转边由11给进油缸带动沿滑轨缓慢向孔内方向钻进，需加钻杆时拧卸送杆机构和回转器均处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种孔口密封装置，其特征在于，沿轴向依次设置第一密封体（1
‑
1）、第一缓冲体（1
‑
2）和第二密封体（1
‑
3）；第一密封体（1
‑
1）实现钻杆周向密封；第二密封体（1
‑
3）实现钻孔的孔口密封，且第二密封体（1
‑
3）与钻杆周向形成间隙；通入第一缓冲体（1
‑
2）内的高压水由第二密封体（1
‑
3）与钻杆的周向间隙冲入钻孔。2.根据权利要求1所述的孔口密封装置，其特征在于，与所述的第一密封体（1
‑
1）轴向对接设置第二缓冲体（1
‑
4）；第一缓冲体（1
‑
2）和第二密封体（1
‑
3）沿轴向套设在第二缓冲体（1
‑
4）外；第一缓冲体（1
‑
2）与第二缓冲体（1
‑
4）连通，且第二缓冲体（1
‑
4）套设在钻杆外并与钻杆形成间隙。3.根据权利要求1或2所述的孔口密封装置，其特征在于，所述的第一缓冲体（1
‑
2）为锥环形腔体。4.根据权利要求1或2所述的孔口密封装置，其特征在于，所述的第一缓冲体（1
‑
2）的横截面积由第一密封体（1
‑
1）端到第二密封体（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：金新，李强，张金宝，汪芸，王晓东，魏宏超，王博，叶嗣喧，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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