[發明專利]一種環形水脹式擴孔鉆頭

在審

• 申請號: 202010743581.3
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111779457A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 魏建平;劉勇;姚邦華;李輝;溫志輝;徐向宇;王登科;司磊磊;李波;張宏圖;張健
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B10/32
• 分類號: E21B10/32;E21B7/28;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

本發明涉及煤礦鉆孔技術領域的一種環形水脹式擴孔鉆頭，包括鉆頭本體，鉆頭本體內設有高壓水道，鉆頭本體的外圓面上沿軸向均布有多圈管座，每圈管座外均套設有一圈環形甩鏈或環形鋼纜，環形甩鏈或環形鋼纜內均穿設有第一軟管，管座嵌置在鉆頭本體內且與高壓水道相連通，每圈管座上沿周向均布有多個嵌置在鉆頭本體內管接頭，每個管接頭上均連接有一根第二軟管，每圈管座上的第二軟管遠離管接頭的一端均與該圈管座外套設的環形甩鏈或環形鋼纜內的第一軟管上相連接，環形甩鏈或環形鋼纜的外表面沿周向均布有多個短鏈條或短鋼纜。本裝置結構簡單，靈活度和可靠性高，退鉆方便，擴孔效率高，檢修維護成本低。

技術領域

本發明屬于煤礦鉆孔技術領域，具體地，涉及一種環形水脹式擴孔鉆頭。

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，工作效率低，檢修維護成本較高。

為此，亟需對現有的擴孔鉆頭加以改進，以提高裝置的可靠性和工作效率，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，本發明提供了一種環形水脹式擴孔鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭本體內設有與鉆桿相連通的高壓水道，所述鉆頭本體的外圓面上沿軸向均布有多圈管座，每圈所述管座外均套設有一圈環形甩鏈或環形鋼纜，所述環形甩鏈或環形鋼纜內均穿設有第一軟管，所述第一軟管上沿周向設有多個貫穿環形甩鏈或環形鋼纜外表面的螺紋孔，所述管座嵌置在鉆頭本體內且與高壓水道相連通，每圈所述管座上沿周向均布有多個嵌置在鉆頭本體內管接頭，每個所述管接頭上均連接有一根第二軟管，每圈管座上的第二軟管遠離管接頭的一端均與該圈管座外套設的環形甩鏈或環形鋼纜內的第一軟管上的螺紋孔螺紋連接，所述環形甩鏈或環形鋼纜的外表面沿周向均布有多個短鏈條或短鋼纜，所述短鏈條或短鋼纜遠離環形甩鏈或環形鋼纜的一端為自由端，所述第一軟管和第二軟管均采用鎧裝金屬高壓軟管。

優選的，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，所述鉆尖上設有鉆刃，所述鉆刃上設有碳化鎢金剛石復合耐磨層。可實現邊鉆深邊擴孔的目的，進一步提高擴孔效率。

優選的，各圈所述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，方便實現邊鉆深邊漸擴的功能，有利于分散各圈環形甩鏈或環形鋼纜的磨損量，延長裝置的使用壽命，同時提高工作效率。

優選的，所述環形甩鏈或環形鋼纜的外表面上設有金剛石復合片，有利于提高裝置的耐磨性，延長裝置的使用壽命，同時提高工作效率。

優選的，所述短鏈條或短鋼纜的外表面上也設有金剛石復合片，有利于提高裝置的耐磨性，延長裝置的使用壽命，同時提高工作效率。

優選的，所述環形甩鏈和短鏈條均采用礦用高強度圓環鏈，有利于提高裝置的可靠性，延長裝置使用壽命。

優選的，所述鉆頭本體的外圓面上設有螺旋形導料槽，方便及時導料，提高擴孔效率。

優選的，所述環形甩鏈、短鏈條、環形鋼纜和短鋼纜的外表面均設有高強耐磨金屬層，有利于延長裝置的使用壽命，降低維護成本。

優選的，所述高強耐磨金屬層的材質為27SiMn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環形水脹式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。