[實用新型]用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿

無效

• 申請號: 200820070888.6
• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN201202411Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 孫玉寧;郭金剛;張文平;傅國廷;宋維賓;牛小平;熊祖強;李遠宏
• 申請（專利權）人: 山西潞安礦業(集團)有限責任公司;河南理工大學
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21F7/00;B32B1/08;B32B15/01
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 王聚才

技術領域

本實用新型涉及煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工所用的鉆桿。

背景技術

井下瓦斯抽采鉆孔分煤層鉆孔和巖石鉆孔，普遍采用的鉆桿有兩種，一種是靠鉆機旋轉動力排渣的螺旋鉆桿(機械排渣鉆桿)，一種是靠流體排渣的光面圓鉆桿(流體排渣鉆桿)。巖石鉆孔施工時一般采用光面圓鉆桿，配套采用水力排渣；煤層鉆孔施工時可采用光面圓鉆桿，也可采用螺旋鉆桿。上述兩種鉆桿在上述兩種鉆孔施工時均存在缺陷，主要表現在：光面圓鉆桿在施工巖石鉆孔時與巖孔磨擦嚴重，鉆桿壽命很短；光面圓鉆桿在煤層鉆孔施工時不能適應塌孔堵孔現象，經常出現鉆孔流體排渣系統堵塞現象；螺旋鉆桿在煤層鉆孔中施工效率低，經常出現吸鉆、卡鉆現象。

已公布的發明“突出煤層扒孔降溫鉆具及其鉆進方法”(專利公開號CN101131069A)采用在光面圓鉆桿刻螺旋槽或焊接平置鋼板的兩種辦法，雖然在煤層中打鉆具有一定效果，但刻槽法在巖孔施工中存在鉆桿磨損嚴重，鉆桿壽命短的弊端，焊接平置鋼板法加工工藝復雜，鉆桿成本過高。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術存在的缺陷，提供一種新的用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，所述鉆桿為光面圓鉆桿，鉆桿中心設有內孔，兩端設有聯結螺紋，所述光面鉆桿的外表面設有螺旋狀的合金涂層。

為了實現機械排渣功能，所述的合金涂層為螺旋形凸筋，凸筋的螺旋方向與鉆機鉆進時的旋轉方向一致。

所述合金涂層凸筋為多頭正螺旋形，該凸筋的厚度為0.5～5.0毫米，凸筋寬度為10.0～20.0毫米。凸筋的厚度和寬度需根據圓鉆桿的直徑和不同礦區的煤巖條件確定。

本實用新型的加工工藝按如下步驟操作進行：第一步，按常規方法首先加工成普通的圓鉆桿；第二步，在圓鉆桿表面涂覆螺旋形合金涂層凸筋；第三步，熱處理消除應力并對鉆桿進行校直。其中第二步采用激光熔覆設備，將圓鉆桿置于該激光熔覆設備的特制附加螺旋推進裝置上，激光熔覆設備的激光束對著圓鉆桿外表面，圓鉆桿隨著螺旋推進裝置旋轉前行，形成所述螺旋形合金涂層凸筋。所述第二步也可采用等離子束表面冶金設備，將空心光面鉆桿置于該等離子束表面冶金設備的螺旋推進裝置上，等離子束表面冶金設備的噴槍口對著空心光面鉆桿外表面，空心光面鉆桿隨著螺旋推進裝置旋轉前行，形成所述螺旋形合金涂層凸筋。

本實用新型采用在光面圓鉆桿上激光熔覆或等離子束表面冶金技術制成低螺旋合金凸筋的方法，制成一種新的用于瓦斯抽采鉆孔施工的低螺旋耐磨鉆桿，一方面提高了鉆桿的耐磨性能，延長鉆桿的使用壽命；另一方面鉆桿中心設有內孔可通入流體(氣流或水流)，賦予鉆桿流體排渣功能，光面鉆桿的外表面設有螺旋狀的合金涂層又賦予鉆桿機械排渣的功能。為了實現流體排渣功能，要求配套鉆頭直徑應大于凸筋旋轉直徑10.0毫米以上。該鉆桿屬流體與機械協同排渣的具有耐磨特點的鉆桿，使其適應于松軟煤層鉆孔、突出煤層鉆孔、巖石鉆孔的瓦斯抽采鉆孔的施工。

采用本實用新型的鉆桿，不僅能夠適應煤層鉆孔和巖石鉆孔的施工，而且鉆桿的使用壽命可以得到提高。

附圖說明

附圖所示為本實用新型低螺旋耐磨鉆桿的結構示意圖。

具體實施方式

如圖所示，本實用新型鉆桿主體為光面圓鉆桿3，鉆桿3中心設有內孔2，內孔2兩端開有連接螺紋1，光面圓鉆桿3的外表面設有低密度正螺旋狀的合金涂層凸筋4。

本實用新型鉆桿的加工工藝按如下步驟操作進行：

第一步、按常規方法首先加工成普通的圓鉆桿3。

第二步、采用等離子束表面冶金設備，將空心光面圓鉆桿3置于該等離子束表面冶金設備的特制附加螺旋推進裝置上，等離子束表面冶金設備的噴槍口對著空心光面圓鉆桿3外表面，空心光面圓鉆桿3隨著螺旋推進裝置旋轉前行，形成螺旋形合金涂層凸筋4，該凸筋4的厚度為0.5～5.0毫米，寬度10.0～20.0毫米。凸筋4的厚度和寬度需根據圓鉆桿3的直徑和不同礦區的煤巖條件確定，凸筋4的條數可以是1～4條。

第三步、熱處理消除應力并對鉆桿進行校直。

本實用新型的加工工藝不局限于上述具體實施方式，第二步為本實用新型加工中的核心，除了采用上述具體實施例所述等離子束表面冶金設備外，也可以采用其它成熟工藝，如激光熔覆工藝，或堆焊、噴焊、噴涂工藝。