[發明專利]一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具及其擴孔方法

有效

• 申請號: 202010363648.0
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111577142B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 劉春;周福寶;王興軍;王海榮;邊平;孔祥毅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州中裝工程機器人研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B10/32;E21B10/54;E21B10/60
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 周淑淑

1.一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具，包括接頭(1)、鉆具主體(2)、PDC鉆頭(3)，鉆具主體(2)的前端安裝PDC鉆頭(3)，鉆具主體(2)的后端連接接頭(1)，其特征在于，鉆具主體(2)為中空結構，在鉆具主體(2)中安裝有中空圓柱軸(4)且中空圓柱軸(4)與鉆具主體(2)的中心線垂直，擴孔刀(5)可旋轉地安裝在中空圓柱軸(4)的前側，在鉆具主體(2)前部的管道側壁上開設有可供擴孔刀(5)旋進旋出的通孔，在擴孔刀(5)內部開設有供壓縮空氣以及高壓水流通過的氣水通道Ⅱ(6)；以中空圓柱軸(4)的橫向中心線為界，在擴孔刀(5)后端外壁的一側設置弧形卡齒(7)，擴孔刀(5)后端外壁的另一側設置卡槽(8)，在卡槽(8)一側的鉆具主體(2)上安裝卡位裝置(9)，擋板(9.1)的一端固定在卡位裝置(9)的側壁上，另一端懸空，彈簧(9.2)的底端固定在擋板(9.1)上，彈簧(9.2)的頂端與卡頭(9.3)的底端之間通過可上下移動的連接板(9.4)連接，卡頭(9.3)的頂端貫穿卡位裝置(9)的頂壁后與卡槽(8)相適配；在鉆具主體(2)后部的管道中設置液壓缸(10)和供壓縮空氣以及高壓水流通過的氣水通道Ⅰ(11)，液壓缸(10)的兩個工作端口分別連接液壓通道Ⅰ(10.1)、液壓通道Ⅱ(10.2)，設置在液壓缸(10)上的齒輪與弧形卡齒(7)咬合；氣水通道Ⅰ(11)經鉆具主體(2)通向PDC鉆頭(3)；氣水通道Ⅰ(11)與中空圓柱軸(4)之間通過氣水分支通道Ⅰ(12)連通，中空圓柱軸(4)經氣水分支通道Ⅱ(13)后與氣水通道Ⅱ(6)連通并通向煤層；氣水分支通道Ⅲ(14)的一端連通氣水通道Ⅰ(11)，另一端與卡位裝置(9)的底端連通。

2.根據權利要求1所述的一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具，其特征在于，擴孔刀(5)的旋轉范圍在0～90°。

3.根據權利要求1或2所述的一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具，其特征在于，卡槽(8)為多個，多個卡槽(8)依次設置在擴孔刀(5)的外壁上。

4.根據權利要求1所述的一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具，其特征在于，在擴孔刀(5)以及PDC鉆頭(3)上均安裝有金剛石復合片(15)。

5.根據權利要求1所述的一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具，其特征在于，在擴孔刀(5)與中空圓柱軸(4)連接處設置密封圈(16)，所述密封圈(16)為唇形密封圈。

6.根據權利要求1所述的一種機械造穴煤層增透用液壓擴孔鉆具，其特征在于，液壓缸(10)為擺動液壓缸。