[發明專利]一種礦用擴孔鉆頭

在審

• 申請號: 202010743569.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111779452A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李輝;魏建平;司磊磊;張健;劉勇;溫志輝;徐向宇;王登科;李波;張宏圖;姚邦華
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B10/32;E21B10/43;E21B10/54
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 鄭菊梅

本發明屬于煤礦鉆孔技術領域，具體地，涉及一種礦用擴孔鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭本體的一端設有鉆尖，另一端設有用于連接鉆桿的螺紋內孔，所述鉆頭本體的外圓面上設有螺旋導料槽，所述鉆尖上設有鉆刃，所述鉆刃上設有碳化鎢金剛石復合耐磨層，所述鉆頭本體的外圓面上沿軸向間隔設有多圈環形甩鏈或環形鋼纜，所述環形甩鏈或環形鋼纜與鉆頭本體的外圓面之間留設有甩動間隙，所述環形甩鏈或環形鋼纜遠離鉆頭本體的一側均布有金剛石復合片。本裝置結構簡單，靈活度和可靠性高，不易卡澀，在保證高效擴孔的同時方便退鉆，可降低裝置的檢修維護成本。

技術領域

本發明屬于煤礦鉆孔技術領域，具體地，涉及一種礦用擴孔鉆頭。

背景技術

煤礦采集前，需要鉆孔抽采瓦斯，鉆孔時需要從巖石層向煤層鉆孔，為節省鉆孔成本并增加瓦斯抽采效率，需要在保證巖石層鉆孔段孔徑不變的情況下對煤層段的鉆孔進行擴孔處理，以擴大煤層內孔的表面積，提高瓦斯的溢出效率。

現有的擴孔鉆頭一般通過擴孔臂進行擴孔，擴孔臂與鉆桿的連接部在擴孔過程中受到的應力沖擊較大，容易疲勞損傷，且擴孔臂收縮時容易與鉆桿之間夾持大塊煤粒，導致收縮不到位，影響退鉆，裝置可靠性差，檢修維護成本較高。

為此，亟需一種礦用擴孔鉆頭，以提高裝置的可靠性，在保證高效擴孔的同時方便退鉆，降低裝置的檢修維護成本。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種礦用擴孔鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭本體的一端設有鉆尖，另一端設有用于連接鉆桿的螺紋內孔，所述鉆頭本體的外圓面上設有螺旋導料槽，所述鉆尖上設有鉆刃，所述鉆刃上設有碳化鎢金剛石復合耐磨層，所述鉆頭本體的外圓面上沿軸向間隔設有多圈環形甩鏈或環形鋼纜，所述環形甩鏈或環形鋼纜與鉆頭本體的外圓面之間留設有甩動間隙，所述環形甩鏈或環形鋼纜遠離鉆頭本體的一側均布有金剛石復合片。

優選的，所述多圈環形甩鏈或環形鋼纜的擴孔半徑由鉆頭本體的鉆尖端向螺紋內孔端逐漸增大，便于沿鉆深方向實現漸擴式擴孔，且有利于延長環形甩鏈或環形鋼纜的使用壽命。

優選的，所述環形甩鏈或環形鋼纜靠近鉆頭本體的一側均布有2～6個柔性連接件，所述柔性連接件遠離環形甩鏈或環形鋼纜的一端連接在鉆頭本體的外圓面上。通過柔性連接件，使裝置在不旋轉時，環形甩鏈或環形鋼纜變形靈活，便于在鉆孔內進鉆或退鉆，當裝置旋轉時，保證環形甩鏈或環形鋼纜在慣性作用下快速甩離鉆頭本體進行擴孔作業，同時牢固牽引環形甩鏈或環形鋼纜在合適的半徑范圍內，保證擴孔孔徑達到設計要求。

優選的，所述柔性連接件為連接鏈或鋼絲繩，有利于保證環形甩鏈或環形鋼纜連接的牢固性和持久性。

優選的，所述環形甩鏈和連接鏈均采用礦用高強度圓環鏈，自由度高，不易卡澀煤粒，檢修更換方便。

優選的，所述環形甩鏈或環形鋼纜的外表面均設有高強耐磨金屬層，用于提高環形甩鏈或環形鋼纜的耐磨性，延長裝置的使用壽命。

優選的，所述高強耐磨金屬層的材質為27SiMn材質，該材質強度高，耐磨性好，有利于提高裝置的可靠性。

本發明還包括能夠使該礦用擴孔鉆頭正常使用的其它組件，均為本領域的常規技術手段，另外，本發明中未加限定的裝置或組件均采用本領域中的常規技術手段。

該礦用擴孔鉆頭，使用時通過鉆桿驅動。當鉆桿旋轉時，鉆頭本體上的環形甩鏈或環形鋼纜在慣性作用下甩動，實現對鉆孔的漸擴式擴孔，所述環形甩鏈或環形鋼纜與鉆頭本體的外圓面之間留設甩動間隙，既能保證擴孔的孔徑滿足設計要求，又避免環形甩鏈或環形鋼纜在擴孔時與鉆頭本體發生長時間摩擦，從而保證了裝置的可靠性，通過在環形甩鏈或環形鋼纜遠離鉆頭本體的一側均布金剛石復合片，提高了環形甩鏈或環形鋼纜的耐磨性。由于環形甩鏈或環形鋼纜自由度高，變形靈活，不會發生煤粒卡澀的問題，在保證高效擴孔的同時方便退鉆，從而可提高擴孔裝置的可靠性，保證煤礦鉆孔的擴孔效率，也有利于降低裝置的檢修維護成本。