CN102071886A - 双螺旋防抱钻钻杆 - Google Patents

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蔡成功
李国旗
敖仕海
李坤
潘锋
庞学文
郭鹏
赵东
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一种煤矿用双螺旋防抱钻钻杆，用于在突出和高瓦斯煤层采用风排粉施工顺层抽采钻孔，防止抱(夹)钻事故发生，实现用常规小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。本双螺旋防抱钻钻杆由公接头1、母接头2、杆体3、双螺旋叶片4组成(图)。螺旋叶片高4.5-6mm，厚度5-6mm，螺旋导程86-96mm。钻进时，钻杆公接头接钻头，母接头接钻机水便头，水便头接0.5MPa压风管路；钻机卡盘直接夹持钻杆双螺旋叶片，驱动钻杆旋转进行钻进；螺旋叶片将积存在孔内的煤粉扰动，风力将煤粉扬起，并将煤粉排出孔外。螺旋叶片叶片不担负排粉任务，减小了钻进时钻机机械能消耗，实现用小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。

Description

双螺旋防抱钻钻杆
技术领域
本发明涉及煤矿用螺旋钻杆，用于在松软突出煤层和高瓦斯煤层中采用风排粉施工顺层抽采钻孔，防止因排粉不畅导致抱(夹)钻事故发生，实现用常规小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。
背景技术
目前，我国煤矿施工抽采钻孔钻杆一般有光钻杆、螺旋钻杆、菱形钻杆等；同时，由于煤质松软，打钻多采用风排粉技术。螺旋钻杆是突出煤层防抱钻的一种有效形式，专利较多，和本发明结构和主权项直接相关的专利有CN200910021836.9的宽叶片可夹持式螺旋钻杆、CN200920102708.2的螺旋钻杆、CN200910021984.0的扩孔式锥形螺旋钻杆和CN200920154838.0的宽带螺旋钻杆。
“宽叶片可夹持式螺旋钻杆(CN200910021836.9)“的发明(设计)人为田东庄，龚城，牟培英，是一种可采用回转器与夹持器直接夹持的螺旋钻杆，夹持目的是为了拆卸钻杆方便和减少螺旋叶片对孔壁的刮研作用，而本发明的夹持目的是钻机直接驱动钻杆，简化钻进工序。“螺旋钻杆(CN200920102708.2)”的发明(设计)人为刘莎，李营峰，在钻杆上等螺距焊接多头螺旋叶片，设置多头螺旋叶片是为了提高排粉效果，而本发明的双螺旋叶片是为了增加机械强度和夹持面积，提高夹持螺旋叶片的稳定性。“扩孔式锥形螺旋钻杆(CN200910021984.0)”的发明(设计)人为田东庄，龚城、牟培英等，采用锥形螺旋叶片，螺旋径向尺寸与钻头直径基本相等，而本发明螺旋叶片径向尺寸和钻头直径无关，且远小于钻头直径。“宽带螺旋钻杆(CN200920154838.0)”的发明(设计)人为孙康，在钻杆杆体上焊接有多条螺旋形钢带，进行热处理或镶上高强度合金片，目的是提高钻杆对地质条件的适应性。
上述四项专利和目前的各种螺旋钻杆，螺旋叶片的作用均是排粉，决定了螺旋叶片径向尺寸与钻头直径基本相等，或稍小于钻头直径，带来的不足是：叶片要担任排粉任务，和钻孔孔壁直接产生刮研摩擦作用，导致采用螺旋钻杆打钻对钻机功率要求高，这也是螺旋钻杆未能达到广泛应用的原因之一。
发明内容
本发明提供一种全新原理的双螺旋防抱钻钻杆。螺旋叶片仅仅高出杆体4.5-6mm，其作用是扰动积存在孔内的煤粉，使其在风力的作用下扬起，被顺利排出孔外，从而防止存积在孔内的煤粉抱(夹)钻杆；同时，配合风排粉打钻技术，叶片不再担任排粉任务，减小了打钻时钻机的机械能消耗，实现用常规小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。
本发明解决常规钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔防止抱钻的技术方案是：在钻杆上焊接双螺旋叶片；钻进时，钻机卡盘直接夹持双螺旋叶片进行驱动，双螺旋叶片扰动、扬起孔内煤粉，风力排出煤粉，防止施工顺层抽采钻孔发生抱(夹)钻事故；采用双螺旋叶片增加卡盘夹持的接触面积和夹持的稳定性。
本发明的有益效果是钻机卡盘直接夹持双螺旋防抱钻钻杆，双螺旋叶片扰动、扬起孔内煤粉，风力排出煤粉，实现用常规小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图是双螺旋防抱钻钻杆结构示意图。双螺旋防抱钻钻杆由公接头1、母接头2、杆体3、双螺旋叶片4组成。螺纹采用钻杆标准螺纹，钻杆接头和杆体采用摩擦焊接加工。
螺旋叶片高度和钻头直径无关，为卡盘夹持最大直径和钻杆杆体直径之差的二分之一。螺旋叶片高度一般为4.5-6mm，即杆体采用42mm时，卡盘夹持直径设计为51mm，叶片高度为4.5mm；杆体采用51mm时，卡盘夹持直径设计为63mm，叶片高度为6.0mm。螺旋叶片厚度5-6mm，导程86到96mm。
具体实施方式
打钻作业采用常规钻机驱动双螺旋防抱钻钻杆，结合风排粉工艺。钻进时，钻杆前端接钻头，钻杆后端接钻机水便头，水便头接0.5MPa压力管路；钻机卡盘直接夹持钻杆双螺旋叶片，驱动钻杆旋转，进行钻进；螺旋叶片将积存在孔内的煤粉扰动，风力将煤粉扬起，并排出孔外。

Claims (6)

  1. 本发明专利属煤矿安全领域，用于在松软突出煤层和高瓦斯煤层中采用风排粉施工顺层抽采钻孔，防止因排粉不畅导致抱(夹)钻事故发生，实现用常规小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。
    1.本双螺旋防抱钻钻杆由公接头、母接头、杆体、双螺旋叶片组成。双螺旋叶片高度为4.5-6mm，厚度5-6mm，叶片导程86到96mm。
    钻进时，钻杆公接头接钻头，母接头接水便头，水便头接0.5MPa压风管路；螺旋叶片将积存在孔内的煤粉扰动，风力将煤粉扬起、排出孔外。
  2. 2.根据权利要求1所述双螺旋防抱钻钻杆，其特征是：钻机卡盘直接夹持双螺旋叶片，驱动钻杆旋转，进行钻进作业。
  3. 3.根据权利要求1所述双螺旋防抱钻钻杆，其特征是：在杆体上设置双螺旋叶片，提高卡盘夹持螺旋叶片的接触面积和夹持的稳定性。
  4. 4.根据权利要求1所述双螺旋防抱钻钻杆，其特征是：螺旋叶片高度为卡盘夹持最大直径和钻杆杆体直径之差的二分之一，一般为4.5-6mm。
  5. 5.根据权利要求1所述双螺旋防抱钻钻杆，其特征是：采用双螺旋叶片扰动、扬起钻孔内的煤粉，利用压风完成钻孔排粉。
  6. 6.根据权利要求1所述双螺旋防抱钻钻杆，其特征是：螺旋叶片径向尺寸远小于钻头(钻孔)直径，减少钻进集资煤能消耗，实现常规小功率钻机驱动螺旋钻杆施工顺层抽采钻孔。
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