[發明專利]非對稱異型截面鉆桿

有效

• 申請號: 200910064223.3
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN101481999A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 孫玉寧;王永龍;宋維賓;熊祖強
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B17/02
• 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

本發明屬于煤礦井下瓦斯抽采鉆孔技術領域，尤其涉及一種適用于松軟煤 層、突出煤層瓦斯抽采鉆孔的非對稱異型截面鉆桿。

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，流體包括氣流和水流)。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。上述兩種鉆桿在松軟煤層鉆孔施工時均存在缺陷，主要表現在：光面圓鉆桿 在松軟煤層中施工鉆孔時容易出現排渣系統堵塞，難以實現深孔鉆進；螺旋鉆桿 在松軟煤層鉆孔中施工效率低，經常出現吸鉆、卡鉆現象，也難以實現深孔鉆進。

另外，已公開的中國專利發明“突出煤層扒孔降溫鉆具及其鉆進方法”，專 利公開號為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，在松軟煤層中打鉆具有一定效果，但打鉆深度仍然不令人滿意。中國專利 CN01267191.6公開的“軟煤層高瓦斯深孔鉆機用鉆桿”和中國專利 CN200720306879.8公開的“圓弧形凸棱瓦斯抽放鉆桿”將鉆桿截面形狀改成棱狀， 實施的對稱三棱狀鉆桿在松軟煤層打鉆也取得了一定效果，但在使用效果和打鉆 深度仍達不到理想狀態。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，根據異型截面剛體在松散煤渣中旋 轉引起旋渦流動的原理，提供一種鉆孔效果好、打鉆深度深、施工效率高的用 于松軟煤層鉆進的非對稱異型截面鉆桿。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：非對稱異型截面鉆桿，由 中空的桿體和連接件組成，桿體和連接件可拆卸連接，所述桿體在軸向方向上 設有數目大于等于二條、小于等于八條的凸棱，凸棱外表面為以桿體中軸線為 圓心的圓弧面，凸棱一側與桿體形成長條形凹槽。

所述凸棱數目大于等于三條、小于等于六條，凸棱另一側與桿體平面、弧 面或曲面平滑過渡，桿體內部空腔截面為與其外部結構相似的形狀。，

所述連接件包括凸連接件和凹連接件，凸連接件包括左、中、右三段，左 段外部結構與桿體內部空腔結構相同并與桿體插接配合，中段外部結構與桿體 外部結構相同，右段為圓錐形外螺紋結構；凹連接件包括兩段，一段外部結構 與桿體外部結構相同，該段內部空腔為與凸連接件右段螺接配合的內圓錐螺紋 結構，另一段外部結構與桿體內部空腔結構相同并與桿體插接配合。

所述桿體內部空腔為圓柱形，空腔兩端設有外大內小的錐形螺紋。

所述連接件包括兩端為可與桿體兩端內部空腔螺接的錐形螺紋結構，中間 部分的外部結構與桿體外部結構相同。

采用上述結構，根據異型截面剛體在松散煤渣中旋轉引起沿剛體軸向旋渦 流動的原理，鉆桿在高速鉆孔被松散鉆渣埋沒時，可在鉆桿周圍的若干個凹槽 內形成可以讓排渣氣流通過的排渣通道(旋渦區)，氣流或水流通過內孔送入， 煤渣通過排渣通道排出，減小鉆桿的旋轉阻力，不易出現吸鉆、卡鉆的現象， 安全可靠，極大地提高排渣效果，有利于提高鉆孔深度，縮短鉆孔時間，提高 工作效率并且成孔率高，值得在煤礦企業推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是具有四條凸棱鉆桿實施例二的結構示意圖；

圖4是圖3的右視圖；

圖5是具有四條凸棱鉆桿實施例三的結構示意圖；

圖6是圖5的右視圖；

圖7是具有四條凸棱鉆桿實施例四的結構示意圖；

圖8是圖7的右視圖；

圖9是具有四條凸棱鉆桿實施例五的結構示意圖；

圖10是圖9的右視圖；

圖11是具有四條凸棱鉆桿實施例六的結構示意圖；

圖12是圖11的右視圖；

圖13是具有三條凸棱鉆桿實施例一的結構示意圖；

圖14是圖13的右視圖；

圖15是具有三條凸棱鉆桿實施例二的結構示意圖；

圖16是圖15的右視圖；

圖17是具有三條凸棱鉆桿實施例三的結構示意圖；

圖18是圖17的右視圖；

圖19是具有四條凸棱連接件實施例一的結構示意圖；

圖18是圖17的右視圖；