[發明專利]螺旋凸筋削孔卸壓內排渣鉆桿

有效

• 申請號: 201810488254.0
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108798540B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 孫玉寧;馬建宏;王永龍;孫志東;趙耀耀;宋維賓;周福寶
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B17/042;E21B17/18;E21B17/22
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發明公開螺旋凸筋削孔卸壓內排渣鉆桿，包括空心的桿體、同軸設置在桿體內部的注流管、連接桿體與注流管的支撐件，桿體內壁與注流管外壁之間為排渣通道，注流管內部為進風、進水通道，以與鉆桿體鉆孔時的旋轉方向相反的方向為反向，桿體外圓柱面上設有以圓柱螺旋狀沿反向上升的螺旋凸筋，在桿體外圓柱面上沿螺旋凸筋一側設置有多個卸壓孔。若鉆孔出現塌孔，煤渣可以經卸壓孔進入排渣通道，釋放煤渣對鉆桿的作用力，同時，螺旋凸筋具備扒孔能力，使煤渣處于松透狀態經卸壓孔進入排渣通道，直至塌孔區域暢通。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯抽采鉆孔技術領域，尤其涉及一種適用于高應力煤層鉆進的螺旋凸筋削孔卸壓內排渣鉆桿。

背景技術

國內大部分礦井的瓦斯治理主要依賴于井工瓦斯抽采，隨著開采深度的不斷增加，高應力煤層開采所面臨的瓦斯抽采問題日益受到重視。在高應力條件下，鉆孔變形量大、變形速度快，鉆孔鉆進過程中，容易出現卡鉆、斷鉆現象。

目前，國內在高應力煤層鉆進方面普遍采用的鉆桿有兩種：一種是根據機械和風力雙排渣散熱原理的螺旋(筋、葉片)鉆桿；一種是根據渦流松透和風力排渣的三棱鉆桿，螺旋鉆桿由于旋轉半徑小，無法有效切割孔壁蠕變收縮或凸出的煤體，排渣通道隨鉆孔的截面的收縮而變小，容易出現卡鉆現象。三棱鉆桿利用渦流形成排渣通道的原理，采用風力排渣方式排渣效果很好，但采用水力排渣方式時排渣效果并不理想。以上兩類鉆桿均屬出排渣通道在煤壁與鉆桿之間，高應力煤層孔壁收縮明顯的條件下，排渣通道易發生堵塞。因此，需要設計一種排渣通道不受鉆孔收縮影響的新型鉆桿。

已公開的中國專利發明“用于軟煤巖鉆進雙通道多孔紊流卸壓鉆具”，專利公開號為：CN203584298U，采用雙通道多孔紊流卸壓鉆桿，在護孔和保護排渣通道方面有很好的效果，但但鉆桿不具備切割孔壁凸出煤體的能力，易出現卡鉆、抱鉆現象；卸壓孔數量過多，鉆桿強度低，易出現斷鉆現象；卸壓孔設置不合理，鉆桿在旋轉過程中，存在卸壓盲區，易出現卡鉆現象。

發明內容

針對上述問題，本發明根據螺旋凸筋旋轉具備切削能力和卸壓孔進渣卸壓防堵塞的原理，提供一種成孔效果好、鉆進效率高、鉆進深度深的螺旋凸筋削孔卸壓內排渣鉆桿。

為達到上述目的，采用以下技術方案。

一種螺旋凸筋削孔卸壓內排渣鉆桿，包括空心的桿體、同軸設置在桿體內部的注流管、連接桿體與注流管的支撐件，桿體內壁與注流管外壁之間為排渣通道，注流管內部為進風、進水通道，以與鉆桿體鉆孔時的旋轉方向相反的方向為反向，所述桿體外圓柱面上設有至少一條以圓柱螺旋狀沿反向上升的螺旋凸筋，在桿體外圓柱面上沿螺旋凸筋一側設置有多個卸壓孔。

為提高鉆桿的使用壽命和切屑效果，可在螺旋凸筋處進行抗磨處理。

所述桿體一端部的外圓柱面上設有外螺紋，另一端部的內圓柱面上設有內螺紋，所述外螺紋可與內螺紋相互配合。

所述桿體、注流管、支撐件成套設置有多套，相鄰的桿體之間通過通過內螺紋和外螺紋配合進行絲扣連接，相鄰的注流管之間通過插件連接。

以鉆桿鉆孔時的行進方向為正向，所述卸壓孔設置在螺旋凸筋反向的一側。

所述螺旋凸筋的橫截面形狀是圓弧形、矩形、梯形。

所述卸壓孔的形狀是圓形孔、條形孔。

所述泄壓孔沿螺旋凸筋一側單排與多排交替設置。

所述支撐件包括固定環和支腿，所述固定環套在注流管外側并與其固定連接，所述支腿一端與固定環固定連接，另一端沿固定環徑向向外延伸至桿體并與桿體固定連接。