[實用新型]松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置

有效

• 申請號: 201420045151.4
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN203685037U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 張輝;劉少偉;徐佑林;常建超;李夢珍;鄭偉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B10/32
• 分類號: E21B10/32
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 王逢伍

技術領域

本實用新型涉及煤礦瓦斯抽采領域，特別是一種松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置。

背景技術

一直以來，高瓦斯礦井瓦斯抽采是煤礦安全高效生產的前提，是實現礦井最大經濟效益的關鍵因素。目前，瓦斯抽采孔成孔一般利用鉆頭和鉆桿的接長實施鉆進作業，成孔后，對鉆孔未進行任何處理便實施抽采工藝。這種成孔工藝比較適用于中硬煤層，而在松軟破碎煤層中，常表現出：①鉆進過程中，鉆孔穩定性差，孔壁常出現前鉆后塌的現象，成孔質量差；②由于鉆孔孔壁大面積的坍塌，鉆渣的排出通道受阻，頻繁出現卡鉆、抱鉆現象，很難實現深孔鉆進，鉆孔深度達不到設計的要求；③鉆具（鉆桿、鉆頭）退出鉆孔后，孔壁常出現大面積的坍塌，堵塞了瓦斯的涌出通道，嚴重影響了瓦斯的抽采效果。傳統的做法是鉆進至設計位置后取出鉆具，然后下套管。但由于松軟破碎煤層鉆孔的穩定性差，鉆具取出后便出現塌孔，導致套管很難下到孔底；現階段，一些學者和科研單位采用加大鉆孔直徑，在鉆進到預設位置后，在鉆具的中心通道內下放套管，這種方式一定程度上解決了套管下放不到位的困難，不僅鉆進速度慢，而且很難進行深孔鉆進，工作面深部的瓦斯抽采問題依然存在。因此，研制出一種瓦斯抽采孔跟管鉆進的擴孔裝置實現邊鉆進邊跟進套管的方法是解決松軟破碎煤層瓦斯抽采效率的關鍵難題，故改進和創新勢在必行。

發明內容

針對上述情況，為解決現有技術之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種松軟破碎煤層瓦斯抽采孔跟管鉆進擴孔裝置，可有效解決松軟破碎煤層中瓦斯抽采孔深孔鉆進困難及成孔效果差的問題。

本實用新型解決的技術方案是，包括鉆頭、鉆頭連接件、擴孔刀具開閉構件、套管和鉆桿連接件，鉆頭與鉆頭連接件連接在一起，鉆頭連接件置于套管內，套管上端有頂帽，鉆頭連接件上套裝有彈簧，彈簧上、下端分別由墊圈和頂帽固定，擴孔刀具開閉構件置于套管內，由一對刮刀、心軸和刀具管構成，刮刀裝在套管內的刮刀槽中，一端通過心軸與刀具管連接，構成固定旋轉結構，沿刮刀外邊界由上至下鑲嵌有金剛石復合片，刀具管下端、套管下端分別與鉆桿連接件連接，鉆桿連接件下端與鉆桿連接。

本實用新型有效提高了瓦斯抽采孔施工的速度，節約成本，瓦斯抽采效率高，操作方便，鉆孔穩定性好，是松軟破碎煤層瓦斯抽采孔鉆進裝置上的創新。

附圖說明

圖1為本實用新型刮刀張開時的結構主視圖。

圖2為本實用新型刮刀閉合時的結構主視圖。

圖3為本實用新型的結構俯視圖。

圖4為本實用新型的結構側視圖。

圖5為本實用新型的結構剖視圖。

圖6為本實用新型圖4中A-A的剖面圖。

圖7為本實用新型的擴孔刀具開閉構件結構圖。

圖8為本實用新型的擴孔刀具開閉構件側視圖。

圖9為本實用新型的鉆頭連接件剖面圖。

圖10為本實用新型的鉆頭連接件俯視圖。

圖11為本實用新型的頂帽剖面圖。

圖12為本實用新型的頂帽俯視圖。

圖13為本實用新型的套管主視圖。

圖14為本實用新型的套管剖面圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細說明。

由圖1-14給出，本實用新型包括鉆頭、鉆頭連接件、擴孔刀具開閉構件、套管和鉆桿連接件，鉆頭1與鉆頭連接件9連接在一起，鉆頭連接件9置于套管5內，套管5上端有頂帽4，鉆頭連接件9上套裝有彈簧3，彈簧3上、下端分別由墊圈2和頂帽4固定，擴孔刀具開閉構件置于套管5內，由一對刮刀6、心軸10和刀具管11構成，刮刀6裝在套管5內的刮刀槽16中，一端通過心軸10與刀具管11連接，構成固定旋轉結構，沿刮刀6外邊界由上至下鑲嵌有金剛石復合片7，刀具管11下端、套管5下端分別與鉆桿連接件8連接，鉆桿連接件8下端與鉆桿連接。

為了保證使用效果，所述的鉆頭連接件9中心有空腔14，上端有與鉆頭1相匹配的外螺紋，與鉆頭1旋裝在一起，空腔14下端為圓錐形，內部嵌有橡膠墊，當鉆頭1受壓力作用時，鉆頭連接件9向下滑移，刀具管11上端錐形部分正好插入內部使之密封，鉆孔沖洗液通過鉆桿內部依次進入刀具管11、空腔14、鉆頭1，由鉆頭1出水孔進入孔底冷卻鉆頭、沖洗鉆孔，鉆頭連接件9中部外表面形成對稱相間開的臺體，與頂帽4的中頂蓋15形狀相匹配，頂帽4一方面保持鉆頭連接件9在套管5內滑動，另一方面為鉆頭連接件9傳遞扭矩，帶動鉆頭1旋轉鉆進。