一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头及其使用方法技术

本发明专利技术涉及的一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头及其使用方法，它包括钻头本体，所述钻头本体的一端设有钻头公扣，另一端设有与钻头公扣匹配的钻头母扣，所述钻头公扣的表面设有公扣螺纹，钻头母扣的内壁设有母扣螺纹；所述钻头本体内设有刀翼内腔，刀翼内腔内设有左右两个结构相同的刀翼体，所述刀翼体的正面边缘设有一排密集均匀排布的复合片，所述刀翼体的正面端部设有至少一个复合片，所述刀翼体的两侧面均设有刀翼水孔，所述刀翼水孔连通水管路，所述刀翼体的底部通过闭合弹簧与钻头本体的刀翼内腔壁连接。本发明专利技术结构简单，使用方便，不易损坏。不易损坏。不易损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头及其使用方法


[0001]本专利技术涉及煤矿钻探
，尤其涉及一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头及其使用方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下在探放水孔、瓦斯抽采探放施工过程中，对钻孔需进行高压水冲孔、扩孔，以达到瓦斯抽采、扩孔的目的。传统的扩孔钻一般有机械扩孔式和液压扩孔式两种，机械式扩孔钻工作是扩孔翼随钻杆下钻时借助自重力打开，而在提升时借助杠杆原理自行收拢，该种扩孔钻存在扩孔尺寸无法保证的问题；而液压扩孔钻利用液压扩展油缸进行扩孔和收拢，目前扩展油缸一般布置于钻杆外壁或者钻杆内腔，在扩孔过程中扩展油缸时处于压缩空气、泥浆等物质的侵蚀之中，对扩展油缸的加工精度和密封性要求很高。
[0003]我国绝大数煤矿属于低透气性煤层，本煤层瓦斯抽采效果非常差。为解决这种现状，我国的煤矿科技工作者做了大量的努力，试验研究了煤矿井下水力割缝、水力扩孔、水力造穴等水利化技术，但水力化技术由于受钻孔内淹没射流等的影响，有效射程比较小，扩孔割缝半径较小；同样机械扩孔由于受钻杆强度和钻机功率影响，扩孔半径也不是很大。因此造成的煤体卸压范围相对较小，瓦斯抽采效果不理想。
[0004]目前钻孔扩孔大多使用大钻头，需要反拉来回排渣，还易爆钻，因此，需要一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头及其使用方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头及其使用方法，减少卸压压力，增大煤层瓦斯抽采率。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头，它包括钻头本体，所述钻头本体的一端设有钻头公扣，另一端设有与钻头公扣匹配的钻头母扣，所述钻头公扣的表面设有公扣螺纹，钻头母扣的内壁设有母扣螺纹；所述钻头本体内设有刀翼内腔，刀翼内腔内设有左右两个结构相同的刀翼体，所述刀翼体的正面边缘设有一排密集均匀排布的复合片，所述刀翼体的正面端部设有至少一个复合片，所述刀翼体的两侧面均设有刀翼水孔，所述刀翼水孔连通水管路，所述刀翼体的底部通过闭合弹簧与钻头本体的刀翼内腔壁连接，使得刀翼体可向外侧打开。
[0007]进一步地，所述复合片采用金刚石等硬质合金。
[0008]进一步地，所述刀翼内腔的顶部设有两块闭合挡板，一块闭合挡板设置在左侧刀翼体的上方，另一块闭合挡板设置在右侧刀翼体的上方，用于闭合弹簧拉回刀翼体时防止刀翼体错位，起到限位作用。
[0009]进一步地，所述左右两个刀翼体之间设有垫圈。
[0010]进一步地，所述钻头本体的表面设有多条敷焊。
[0011]一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头的使用方法，包括以下内容：步骤一、将上述钻头本体通过螺纹连接安装于钻车的两个钻杆之间，安装后确保扩孔刀翼体是闭合状态；步骤二、在孔底马达驱动下导向孔钻头钻进至目标位置煤层，即需扩孔位置；步骤三、开启孔外钻机，启动钻杆低速旋转，泵量逐渐加大，扩孔刀翼体在高压水流的反作用力下随着钻进缓慢打开，钻进量增大，直至刀翼体完全打开，与钻头本体呈十字形，钻杆与钻头本体同步转动，带动钻头本体切削煤层孔壁；步骤四、正常平稳钻进到要求扩孔长度，停止进给，降低转速，泵压逐渐降低到可闭合刀翼泵压，退钻一定距离；步骤五、伴随泵压降低，扩孔刀翼体在闭合弹簧的作用下闭合收至钻头本体的内部；步骤六、关闭孔外钻机，钻杆停转，孔底导向钻头进入正常导向钻进。
[0012]进一步地，所述钻头本体的一端通过公扣螺纹与一根钻杆的端部连接，另一端通过母扣螺纹与另一根钻杆的端部连接。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术的钻头通过控制水压控制刀翼体的收放，通过水力冲孔的反作用力，维持刀翼体打开，钻孔的同时扩孔，本专利技术的钻头设置在两根钻杆之间，既可以用于普钻又可以用于定向钻车，且无需排渣，在定向钻孔过程中一次扩孔，不需要钻好导向孔后再下钻，增大煤层瓦斯抽采率。
[0014]（2）本专利技术解决了打孔扩孔与抽渣作业多次切换的问题，无需退钻即可实现，减少了频繁拆装钻杆的步骤，极大的降低了煤矿工人的劳动强度，提高了下向深孔作业的效率。
[0015]（3）本专利技术的钻头本体内设置刀翼内腔，在一定水压内，在闭合弹簧的释放阻力内，刀翼体在收拢状态不会打开，可以钻孔钻进，而当水压超过闭合弹簧的释放阻力后，两侧的刀翼体逐渐打开至与钻头本体呈十字形，用于扩孔；结构简单，使用方便，不易损坏。
[0016]（4）本专利技术的刀翼体通过闭合弹簧复位，无需额外动力复位，操控简单、运行平稳、维护简便。
[0017]（5）本专利技术的刀翼体两侧侧面均设有水孔，水压会使水从水孔中流出进行水力冲孔；水力冲孔是为释放突出潜能，减小或消除突出危险，利用带高压水钻头向具有自喷能力的煤层钻凿的钻孔；水力冲孔卸压增透措施是在岩柱的掩护下，施工钻孔后，采用中高水通过高效喷头冲击钻孔周围的煤体，冲出大量煤体和瓦斯，应力集中向冲孔周围移动，使冲孔附近煤体卸压增透，有效地提高了抽放效果。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的刀翼打开状态的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术的刀翼收拢状态的结构示意图。
[0020]其中：钻头本体1、敷焊11、钻头公扣2、钻头母扣3、刀翼体4、复合片41、刀翼水孔42、刀翼顶端水孔43、垫圈5、闭合弹簧6、闭合挡板7。
实施方式
[0021]为更好地理解本专利技术的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本专利技术的技术方案的具体实施态样，其仅为本专利技术技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
实施例
[0022]参见图1
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图2，图1绘制了一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头的结构示意图。如图所示，本专利技术的一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头，它包括钻头本体1，所述钻头本体1的一端设有钻头公扣2，另一端设有与钻头公扣2匹配的钻头母扣3，所述钻头公扣2的表面设有公扣螺纹，钻头母扣3的内壁设有母扣螺纹；所述钻头本体1内设有刀翼内腔，刀翼内腔内设有左右两个刀翼体4，两个刀翼体4的结构相同，呈旋转式分布于钻头本体1中轴线的两侧，即左侧刀翼体4的正面与右侧刀翼体4的的背面位于同一平面。
[0023]所述刀翼体4的正面边缘设有一排密集均匀排布的复合片41，所述刀翼体4的正面端部设有一个复合片41，所述复合片41采用金刚石等硬质合金，防腐防锈，可进入硬煤，不易损坏，使用寿命长，所述复合片41通过铅焊与刀翼体4连接。
[0024]所述刀翼体4的一个侧面设有两个刀翼水孔42，刀翼水孔42设置在该侧面的中部，另一个侧面的顶部设有一个刀翼顶端水孔43，所述刀翼水孔42和刀翼顶端水孔43连通水管路，水管路连接水泵供水，使得高压水进入通水管路达到冲孔、扩孔的目的。
[0025]所述刀翼体4的底部通过闭合弹簧6与钻头本体1的刀翼内腔壁连接，使得刀翼体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头，其特征在于：它包括钻头本体（1），所述钻头本体（1）的一端设有钻头公扣（2），另一端设有与钻头公扣（2）匹配的钻头母扣（3），所述钻头公扣（2）的表面设有公扣螺纹，钻头母扣（3）的内壁设有母扣螺纹；所述钻头本体（1）内设有刀翼内腔，刀翼内腔内设有左右两个结构相同的刀翼体（4），所述刀翼体（4）的正面边缘设有一排密集均匀排布的复合片（41），所述刀翼体（4）的正面端部设有至少一个复合片（41），所述刀翼体（4）的两侧面均设有刀翼水孔（42），所述刀翼水孔（42）连通水管路，所述刀翼体（4）的底部通过闭合弹簧（6）与钻头本体（1）的刀翼内腔壁连接，使得刀翼体（4）可向外侧打开。2.根据权利要求1所述的一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头，其特征在于：所述复合片（41）为金刚石片。3.根据权利要求1所述的一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头，其特征在于：所述刀翼内腔的顶部设有两块闭合挡板（7），一块闭合挡板（7）设置在左侧刀翼体（4）的上方，另一块闭合挡板（7）设置在右侧刀翼体（4）的上方，用于闭合弹簧（6）拉回刀翼体（4）时防止刀翼体（4）错位。4.根据权利要求1所述的一种煤矿用煤层定向掏穴扩孔钻头，其特征在于：所述左右两个刀翼体（4）之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，李磊磊，黄建忠，华丽，
申请(专利权)人：江苏中煤矿山设备有限公司，
类型：发明
国别省市：