[實(shí)用新型]一種地質(zhì)水平鉆機(jī)用低阻滑動(dòng)式鉆桿

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520255315.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN204782805U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹新立;周宇峰;周立峰;林晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周延卿
• 主分類號(hào): E21B17/00
• 分類號(hào): E21B17/00;E21B17/042;E21B17/10
• 代理公司: 鄭州天陽(yáng)專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及采煤機(jī)械，特別是一種地質(zhì)水平鉆機(jī)用低阻滑動(dòng)式鉆桿。

背景技術(shù)

近年來，由于煤礦瓦斯重特大惡性事故頻發(fā)，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。從發(fā)生的重特大瓦斯事故類型看，主要是瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出。瓦斯災(zāi)害仍然是我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的最大危害，是威脅礦工生命的“第一殺手”。煤礦瓦斯抽采利用是煤礦安全生產(chǎn)的治本之策，瓦斯對(duì)煤礦安全生產(chǎn)時(shí)重大威脅，但加以利用又是優(yōu)質(zhì)清潔能源。搞好煤礦瓦斯抽采利用，可以化害為利、變廢為寶，減少溫室氣體排放，意義十分重大。

在煤礦生產(chǎn)中抽排瓦斯的主要機(jī)械設(shè)備是地質(zhì)水平鉆機(jī)，現(xiàn)使用的地質(zhì)水平鉆機(jī)是鉆桿經(jīng)鉆頭沿水平方向向前鉆進(jìn)，這種鉆進(jìn)方式在進(jìn)行長(zhǎng)孔鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿由于受到鉆機(jī)頂進(jìn)力和鉆頭水平阻力反作用力的雙重作用的影響以及鉆桿自身重力的影響，鉆桿在工作狀態(tài)下呈下方弧形狀況下旋轉(zhuǎn)時(shí)與孔下方形的下壁的摩擦力隨著鉆孔的延伸和增長(zhǎng)呈比例增加，使鉆機(jī)給鉆桿旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力被大部分摩擦力所損耗掉，到達(dá)鉆頭的有效動(dòng)力就大大減少，嚴(yán)重制約了鉆進(jìn)的效率。另外一個(gè)負(fù)效應(yīng)是使鉆桿的扭矩阻力明顯增大，增加了鉆桿斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，使用壽命短。

中國(guó)及國(guó)際上煤礦抽排瓦斯普遍采用水平鉆機(jī)在煤層中打水平鉆孔，一般打孔深度都在80—120m左右，由于以上原因，嚴(yán)重制約了鉆機(jī)的鉆進(jìn)效率，大大增加鉆孔的工藝成本，據(jù)初步測(cè)算，每米平均達(dá)100元左右；這樣，不但大大增加了瓦斯抽排的成本，而且也制約了煤礦開采的成本，是目前制約我國(guó)煤礦瓦斯治理和開采成本的一個(gè)主要因素之一。

國(guó)家規(guī)定，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，且抽采率不低于煤層瓦斯含量30%，抽放后煤層瓦斯壓力必須低于0.74MPa，煤層瓦斯含量低于10M3/t。瓦斯抽采是利用鉆具打穿層孔或順層孔，然后利用真空瓦斯抽放泵進(jìn)行抽采。目前，制約瓦斯抽采的主要矛盾一是煤層的透氣性差，抽放效果不理想；二是打鉆速度慢，成本高，影響瓦斯抽采進(jìn)度和煤礦正常的接替。由于煤層透氣性較差，決定了在抽采瓦斯時(shí)鉆孔的密度很高。瓦斯抽采鉆孔深度正常要求在幾十米到上百米，目前正常使用的鉆具需要40小時(shí)以上才能完成60—70m鉆孔，為提高鉆進(jìn)素，現(xiàn)場(chǎng)多采用大功率鉆機(jī)。河南高瓦斯和煤與礦突出礦井的產(chǎn)量占全部煤礦產(chǎn)量的60%以上，每年用于瓦斯抽采的鉆孔達(dá)500萬米以上，每米鉆孔的成本在100元左右，而成本的70%來自電能的消耗。

因此，如何研制一種水平鉆機(jī)用鉆桿，以降低煤礦的開采成本、促進(jìn)煤礦瓦斯抽采率的進(jìn)一步提高，緩解高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的接替局面，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)和煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是業(yè)內(nèi)所亟待希望解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種地質(zhì)水平鉆機(jī)用低阻滑動(dòng)式鉆桿，可有效解決提高鉆進(jìn)效率，降低能耗和成本，延長(zhǎng)鉆桿使用壽命的問題。

本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，包括桿體，桿體外套裝有外直徑小于水平鉆機(jī)鉆頭的滑筒，滑筒的兩端經(jīng)軸承裝在桿體上，兩軸承外側(cè)有與桿體固定在一起的擋圈，構(gòu)成防脫滑筒結(jié)構(gòu)，桿體兩端分別有連為一體的水平鉆機(jī)連接體和鉆頭連接體，鉆頭連接體上有用于與鉆頭相連接外螺紋，水平鉆機(jī)連接體呈空心狀，內(nèi)壁上有與水平鉆機(jī)相連的內(nèi)螺紋，水平鉆機(jī)連接體與滑筒之間的鉆桿外周上有固定卡槽，鉆頭連接體的直徑小于桿體的外直徑，構(gòu)成臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)，水平鉆機(jī)連接體、桿體、鉆頭連接體中心有同心連接為一體的通孔，構(gòu)成一體空心結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，新穎獨(dú)特，易生產(chǎn)，使用方便，壽命長(zhǎng)，成本低，有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面主視圖（桿體和滑筒部分?jǐn)嚅_）。

圖2為本實(shí)用新型圖1的A-A向視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明。

由圖1、2所示，本實(shí)用新型包括桿體，其特征在于，桿體1外套裝有外直徑小于水平鉆機(jī)鉆頭的滑筒3，滑筒的兩端經(jīng)軸承5裝在桿體上，兩軸承外側(cè)有與桿體固定在一起的擋圈4，構(gòu)成防脫滑筒結(jié)構(gòu)，桿體兩端分別有連為一體的水平鉆機(jī)連接體7和鉆頭連接體9，鉆頭連接體上有用于與鉆頭相連接外螺紋10，水平鉆機(jī)連接體呈空心狀，內(nèi)壁上有與水平鉆機(jī)相連的內(nèi)螺紋8，水平鉆機(jī)連接體7與滑筒3之間的鉆桿外周上有固定卡槽6，鉆頭連接體的直徑小于桿體的外直徑，構(gòu)成臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)，水平鉆機(jī)連接體、桿體、鉆頭連接體中心有同心連接為一體的通孔2，構(gòu)成一體空心結(jié)構(gòu)。