[實用新型]用于水力化措施的螺旋輔助排渣高壓鉆桿

有效

• 申請號: 201220271196.4
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN202706945U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 王耀鋒;王魁軍;李艷增;姜文忠;高中寧;謝正紅
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院沈陽研究院
• 主分類號: E21B17/22
• 分類號: E21B17/22
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 李叢

技術領域

????本實用新型涉及一種輔助排渣鉆桿，特別涉及一種用于水力化措施的螺旋輔助排渣高壓鉆桿。

背景技術

我國煤礦的瓦斯災害十分嚴重，國有重點煤礦70%以上是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，且大部分為低透氣性煤層。通過水射流割縫、水力擴孔、水力沖孔、水力化鉆進等水力化措施來改善煤層透氣性實現強化抽采已成為低透煤層瓦斯抽采的有效途徑，但是水力化措施過程中的排渣和高壓密封成為制約該項技術發展的主要因素。

當前水力化措施中最常用的水射流鉆桿主要為光面鉆桿和高壓膠管，其排渣原理以流體排渣為主，多數情況下僅靠水流不能完全解決排渣問題，在出現堵孔、塌孔及夾鉆等鉆孔事故時處置費時費力。在松軟煤層和突出煤層進行水力化措施時，煤層在地應力、瓦斯壓力以及高壓水射流擾動的作用下極易發生出沖出煤量過大或誘導小型煤與瓦斯突出造成排渣困難或堵孔，存在一定的安全隱患。

螺旋輔助排渣鉆桿用于水力鉆進、水力化增透措施等煤巖鉆孔作業中，其作用是傳輸鉆機的旋轉動力和給進動力，并作為高壓水、高壓空氣等介質的輸送通道。一般礦用鉆桿大多采用錐螺紋的過盈配合或鉆桿公接頭和母接頭連接的端面進行密封。僅靠錐螺紋的鉆桿能承受水壓低，且鉆桿重復使用后其密封能力隨磨損的增加而降低。鉆桿公接頭和母接頭連接的端面放入密封圈或者組合墊片通過擠壓使密封能力得到顯著提高，但密封圈或者組合墊片在擠壓下容易變形失效，頻繁更換密封圈等使施工效率降低，成本增加。且兩種密封方式在鉆桿旋轉鉆進時容易失效，造成鉆桿泄漏高壓水。嚴重制約水力化增透措施的應用推廣。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供用于水力化措施的螺旋輔助排渣高壓鉆桿，在提高耐壓能力和延長密封圈壽命的同時通過鉆桿外壁上的螺旋旋轉輔助排渣，減少鉆孔堵孔現象的發生，有效處理鉆孔事故。

為了解決現有技術存在的問題，本實用新型采用的技術方案是：

用于水力化措施的螺旋輔助排渣高壓鉆桿，由公接頭、鉆桿桿體、母接頭依次摩擦焊接而成；所述的公接頭與下一鉆桿的母接頭的連接端依次由外錐密封螺紋、直軸段和公接頭大直徑直軸段連接組成，母接頭與上一鉆桿公接頭連接的連接端由母接頭大直徑直軸段、內錐密封螺紋和母接頭直軸段依次組成，公接頭直軸段置有密封膠圈，公接頭大直徑直軸段上有一環形凹槽，槽內置有O型密封圈，鉆桿桿體軸向面上布置螺旋。

鉆桿連接后公接頭的外錐密封螺紋段端面與下一鉆桿的母接頭內錐密封螺紋段端面擠壓密封膠圈形成軸向密封；公接頭的外錐密封螺紋與下一鉆桿的母接頭內錐密封螺紋旋緊連接形成螺紋密封；母接頭的大直徑直軸段外軸面與上一鉆桿的大直徑直軸段的內周面擠壓公接頭大直徑直軸段上的環形凹槽內的O型密封圈形成徑向密封。

所述的鉆桿桿體橫截面為圓環形。

所述的鉆桿桿體的橫截面的內表面為圓形，橫截面的外表面是由間隔設置的直線段和弧線段組成的。

所述的螺旋是外螺旋、內螺旋、單螺旋、多螺旋、全螺旋、部分螺旋中的任意一種或者其組合。

所述的螺旋的截面形狀為圓形、三角形、梯形、四邊形中的任意一種。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型螺旋輔助排渣高壓鉆桿通過用密封螺紋段端面擠壓密封膠圈形成的軸向密封、錐密封螺紋旋緊形成的螺紋密封和擠壓公接頭大直徑直軸段上的環形凹槽內的O型密封圈形成徑向密封，三者共同作用下實現桿體輸送63Mpa高壓水而不泄漏。

2、本實用新型螺旋輔助排渣高壓鉆桿可以在輸送高壓水的同時沿鉆桿軸向旋轉，回返水攜帶煤屑形成流體排渣，鉆桿螺旋旋轉不斷將煤屑揚起形成機械排渣，在流體排渣和機械排渣的協同作用下有效地解決鉆孔排渣問題。

3、本實用新型通過螺旋輔助排渣鉆桿旋轉，螺旋通道可以切割輸送大塊煤屑、煤泥，從而可以處理孔內事故。

4、本實用新型結構簡單、加工容易、操作簡便。

5、本實用新型適應性強，也適應于突出煤層風排鉆孔作業。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。本實用新型的保護范圍不僅局限于下列內容的表述。

圖1.?螺旋輔助排渣高壓鉆桿軸向剖面圖；

圖2.?公接頭軸向剖面圖；

圖3.?母接頭軸向剖面圖；

圖4.?螺旋輔助排渣高壓鉆桿外螺旋示意圖；

圖5.?螺旋輔助排渣高壓鉆桿內螺旋示意圖；

圖6.?螺旋輔助排渣高壓鉆桿圓形截面圖；

圖7.?螺旋輔助排渣高壓鉆桿異型截面圖。