[發明專利]金剛鍍膜鉆頭

有效

• 申請號: 201910229576.8
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109869096B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 苗青;張安國;程領存;王保勤;張松林;李亮
• 申請（專利權）人: 鄒城兗礦泰德工貿有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;E21B10/60;E21B10/62
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張清東

本發明涉及工程鉆探、煤層探礦鉆具配件領域，尤其是金剛鍍膜鉆頭。本發明包括破碎頭、與破碎頭一體成型且位于破碎頭下端的第一連接端、設置于第一連接端下端的第二連接端和設置于第二連接端側面下部的加固機構；鉆桿連接端、第一磨料射流通道、第二磨料射流通道、第三磨料射流通道和磨料射流口相互連通；破碎頭、第一連接端、第二連接端、防護套和弧形板的外壁上均設置有納米金剛石鍍膜層。本發明的金剛鍍膜鉆頭，在沉積巖環形下鉆孔時能夠一邊鉆孔一邊對孔壁進行固定，極大減輕了退鉆過程中因塌陷而產生的掉鉆現象；鉆頭采用分體式設計的同時確保鉆頭整體穩固性，鉆探完成后將鉆頭拆分，對鉆頭內部磨料通道進行清洗，有效防止堵塞的產生。

技術領域

本發明涉及工程鉆探、煤層探礦鉆具配件領域，尤其是金剛鍍膜鉆頭。

背景技術

在煤礦鉆井過程中，鉆頭是破碎巖石的主要工具，井眼是由鉆頭破碎巖石而形成的。一個井眼形成得好壞，所用時間的長短，除與所鉆地層巖石的特性和鉆頭本身的性能有關外，更與鉆頭和地層之間的相互匹配程度有關。鉆頭的合理選型對提高鉆進速度、降低鉆井綜合成本起著重要作用。煤礦中巷道圍巖主要為沉積巖，沉積巖強度較低，采用常規的鉆頭進行鉆孔，特別是在打設深孔時，由于巷道圍巖裂隙的發育，打鉆后往往造成孔壁塌陷，甚至打孔區域大范圍塌孔，使得鉆頭和鉆桿難以退出。此外，為了加速鉆孔效率，通常會在鉆孔過程中配合加入磨料，但是由于采用磨料水射流與傳統方式的聯合鉆進，導致裝備復雜，施工工藝繁瑣，在煤礦井下的適用范圍較小，尤其是填加磨料困難，無法實現磨料的連續添加，導致影響施工進度。

中國專利CN104533293B授權公告的一種煤礦巷道巖土加固防塌孔鉆頭，包括同軸設置的前鉆頭和后鉆頭，前鉆頭與后鉆頭背向設置，所述后鉆頭的直徑小于前鉆頭的直徑；所述后鉆頭內設有鉆桿安裝孔，所述鉆桿安裝孔與后鉆頭同軸設置。該發明通過在前鉆頭尾部連接與之方向相反的后鉆頭，使得退桿時塌孔后的煤巖體可以被后鉆頭清理掉，方便鉆頭與鉆桿退出。但是該技術為了方便將前鉆頭鉆下的巖土順利排出，設計時后鉆頭較前鉆頭小，導致在鉆孔塌陷不嚴重時，后鉆頭對鉆孔起不到很好的擴孔作用，而前鉆頭在退鉆過程中仍易遇到阻礙而產生掉鉆現象。

中國專利CN103556947B授權公告的一種煤礦井下自吸式磨料射流鉆頭及鉆孔方法，包括磨料射流噴嘴、自吸裝置和主體破碎齒結構。自吸裝置由腔體、過濾網、位于腔體內的支撐環與位于腔體后端的進口噴嘴組成。本發明可使鉆進過程中產生的煤巖屑經過濾網篩選，進入自吸裝置腔體內部，與水射流充分混合后形成磨料射流，從磨料射流噴嘴噴出，對煤巖體進行先導破碎。所述鉆頭主體破碎結構由三枚切割片和三個主體破碎齒組成，在其機械破碎作用下形成終孔。該技術在使用時，自吸裝置容易堵塞，且自吸裝置吸入的顆粒較大時鉆頭內部狹小區域易形成堵塞，清理不方便。

發明內容

本發明的目的在于提供金剛鍍膜鉆頭，克服前述現有技術的不足，使鉆頭在沉積巖環形下鉆孔時能夠一邊鉆孔一邊對孔壁進行固定，極大減輕了退鉆過程中因塌陷而產生的掉鉆現象，鉆頭采用分體式設計的同時確保鉆頭整體穩固性，鉆探完成后將鉆頭拆分，對鉆頭內部磨料通道進行清洗，有效防止堵塞的產生。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種金剛鍍膜鉆頭，包括破碎頭、與破碎頭一體成型且位于破碎頭下端的第一連接端、設置于第一連接端下端的第二連接端和設置于第二連接端側面下部的加固機構；所述破碎頭上對稱設置有多個破碎齒；所述第一連接端底面設置有內螺紋槽，所述第二連接端底面設置有外螺紋凸起，第一連接端和第二連接端通過內螺紋槽與外螺紋凸起的配合旋接固定；所述第二連接端下端設置有鉆桿連接端，鉆桿連接端上方設置有第一磨料射流通道，外螺紋凸起中心設置有上下貫穿的第二磨料射流通道，第一連接端中部設置有上下貫穿的第三磨料射流通道，破碎頭中心設置有上下貫穿的磨料射流口，鉆桿連接端、第一磨料射流通道、第二磨料射流通道、第三磨料射流通道和磨料射流口相互連通；所述加固機構包括左右對稱設置有的電動伸縮桿和分別設置于第二連接端左右兩側且通過電動伸縮桿固定的弧形板。