[實用新型]瓦斯抽采分體式鉆孔擴孔鉆頭

有效

• 申請號: 201720325879.6
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN206693921U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 馮浩人;向道輝;王曉博;張曉輝;吳幫福;趙波;高國富;焦鋒
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B10/32
• 分類號: E21B10/32;E21B10/54;E21B10/60;E21B10/64;E21B17/042
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙)41131
• 代理人: 朱俊峰

技術領域

本實用新型屬于煤礦瓦斯抽采鉆孔施工技術領域，尤其涉及一種瓦斯抽采分體式鉆孔擴孔鉆頭。

背景技術

瓦斯抽采技術是礦井瓦斯安全治理的必要保障，受煤層自身因素的影響，安全可靠的瓦斯抽采必須以成孔技術為前提。鉆孔施工后下放篩管從而進行瓦斯抽采。我國的大部分煤層屬于松軟煤層，用普通鉆頭進行鉆孔施工時，由于松軟破碎煤層具有煤質松軟、滲透性差、瓦斯壓力較大等特點，導致成孔易發生收縮坍塌，從而引起煤層卡孔卡鉆的問題，使鉆具無法拔出，甚至在抱鉆時破壞鉆具性能，為后續的機械化采煤增加了安全隱患。另外，在鉆孔過程中，現有的普通鉆頭由于只有鉆孔功能，不能擴孔，鉆孔后孔徑較小，鉆孔內空間有限，下放的瓦斯抽采管直徑比較小，影響瓦斯的抽采效率。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種在鉆孔的同時進行擴孔、不易卡鉆、鉆頭易從鉆孔內抽出的瓦斯抽采分體式鉆孔擴孔鉆頭。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：瓦斯抽采分體式鉆孔擴孔鉆頭，包括頭部、桿部和連接件，頭部的外徑大于桿部的外徑，頭部的前端面沿圓周方向均勻設置有一圈金剛石鉆孔刀片，桿部內開設有后端敞口的中心回流腔，桿部前端沿圓周方向以及頭部的中心處開設有與中心回流腔連通的回流孔；連接件為圓管狀結構，連接件后端內壁設置有內螺紋，連接件外壁由后向前依次為第一圓柱段和第二圓柱段，第二圓柱段的外徑等于桿部的內徑，第一圓柱段的外徑等于桿部的外徑，第二圓柱段與第一圓柱段的連接處具有環形臺階，第二圓柱段的前部伸入到桿部內，桿部后端與連接件外壁之間設置有軸向滑動變徑擴孔機構。

軸向滑動變徑擴孔機構包括壓縮彈簧、前連板和后連板，前連板和后連板均設置有兩個，第一圓柱段的外壁關于第一圓柱段中心線對稱開設有兩個安裝槽，每個安裝槽內均固定設置有一個后連接耳，桿部的后端外壁關于桿部中心線對稱固定設置有兩個前連接耳，兩個后連接耳和兩個前連接耳位于同一平面上，后連接耳與后連板后端鉸接，前連接耳與前連板前端鉸接，同側的后連板前端與前連板后端鉸接，前連板外表面沿前后方向設置有金剛石擴孔刀片，壓縮彈簧套裝在第二圓柱段上，壓縮彈簧前端和后端分別與桿部的后端面和環形臺階頂壓配合；

連接件的第一圓柱段前側與中心回流鉆頭的桿部之間設置有扭矩傳遞及導向結構。

扭矩傳遞及導向結構包括限位柱，桿部關于中心線對稱開設有兩道導向孔，導向孔的長度方向與桿部的中心線平行，第一圓柱段沿徑向方向開設有與兩道導向孔內外對應的螺孔，限位柱螺紋連接在螺孔內，限位柱兩端分別位于導向孔內，限位柱的外徑與導向孔的寬度相等。

采用上述技術方案，本實用新型中的連接件后端內壁設置的內螺紋與鉆桿前端連接。動力驅動裝置帶動鉆桿和本實用新型旋轉，金剛石鉆孔刀片旋轉切割煤層進行鉆孔作業，當金剛石鉆孔刀片在旋轉鉆孔作業遇到較大阻力時，頭部與桿部向后頂壓壓縮彈簧，克服壓縮彈簧的彈力桿部沿第一圓柱段外壁向后移動，導向孔沿限位柱向后移動，前連接耳和后連接耳之間的距離變小，前連板和后連板的鉸接處向外伸出，前連板外表面的金剛石擴孔刀片的旋轉半徑增大，直到導向孔的前端側壁與限位柱頂壓接觸，金剛石擴孔刀片的旋轉半徑達到最大值，金剛石擴孔刀片進一步將鉆孔擴大；鉆孔達到預定孔深后，將本實用新型和鉆桿后撤一小段距離，鉆頭在壓縮彈簧的作用下恢復到初始位置，即導向孔的后端側壁與限位柱頂壓接觸，鉆桿以及本實用新型的外徑明顯小于鉆孔的內徑，這樣就毫無阻力地抽出鉆桿和鉆頭。

本實用新型在鉆孔作業過程中，鉆頭前端受力從而頂壓內部的壓縮彈簧，使金剛石擴孔刀片向外滑動，金剛石擴孔刀片旋轉的旋轉半徑增大進行擴孔作業。當鉆頭前端受力消失時，金剛石擴孔刀片會恢復到與鉆桿外徑相同的初始位置，此時可抽出本實用新型和鉆桿。本實用新型在使用現有鉆桿外徑大小的基礎上進行鉆進擴孔，提高瓦斯抽采速度，而且便于抽出鉆桿，降低施工的難度。

附圖說明

圖1是本實用新型在工作狀態下的結構示意圖；

圖2是本實用新型在退鉆狀態下的結構示意圖；

圖3是本實用新型中鉆頭和連接件的外形結構示意圖；

圖4是圖3中連接件的俯視圖；

圖5是本實用新型頭部和桿部的軸向剖視圖；

圖6是前連板和后連板的立體結構示意圖。

具體實施方式