CN104389523A - 一种钻孔装置 - Google Patents
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Abstract
一种钻孔装置，包括钻头和钻杆，钻头安装在钻杆的一端上，钻杆与动力源连接，本发明通过改进整体结构中的部件来提高整体系统的性能，解决了具体部件引发的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种扩孔装置，尤其是涉及一种钻孔装置。
背景技术
根据矿井瓦斯治理规划，采用现有抽放瓦斯的措施，钻孔中的瓦斯浓度往往达不到预期效果，主要是因为煤层透气性差，通过实验研究提出了水力冲孔的施工要领、水力冲孔及其消突机理，研究表明，采用底板岩巷穿层钻孔与水力冲孔区域消突措施，可有效消除突出应力，大幅度的增加煤层的透气性，保障了工作面的安全高效回采。
而采取水压冲孔时，需要不断更换钻杆钻头，因为开始要通入低压水采用钻头钻孔，然后通入高压水进行扩孔，然而扩孔时必须采用通高压水的钻杆，更换相当麻烦而且需要两套装置。
为了冷却钻头方便打孔有时候需要通入高压水即为压力在1MPa-40MPa的冷却水，采用现有的钻杆往往出现在连接处漏水的情况，这样不仅使得到达钻头的水量不足，同时水压也会变低，影响使用，之前申请了密封钻杆，然而密封段设置靠近两段钻杆外部的接缝处，在钻杆连接时由于误差造成的倾斜，会严重影响密封效果。
钻头在煤层开采过程中依然存在着耐磨性比价低，由于钻孔时就是通过钻头打磨煤层而钻孔，然而耐磨性低必然造成了使用寿命短，因此现有钻头一般只能钻进50米。
发明内容
本发明的目的是为解决钻头耐磨性低和钻杆密封性差的问题，提供一种钻孔装置。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种钻孔装置，包括钻头和钻杆，钻头安装在钻杆的一端上，钻杆与动力源连接，所述的钻头包括钻头上体、保径部分、钻头冠部和供水系统，保径部分设置在钻头上体上，固定在保径部分的刮刀上的切削齿构成了钻头冠部，供水系统为钻头提供冷却水并从出水口流出，所述的保径部分的刮刀设置有三组，且任意两组刮刀之间设置有排屑槽，所述的排屑槽为一个呈圆弧面的凹槽，且自钻头冠部至钻头上体方向周向距离逐渐增大，保径部分的侧壁上设置有沿轴向分布的辅助刀片，且每个保径部分的刮刀上设置的切削齿均有三个且成三角型分布，切削齿的切削方向保持一致，且同一组切削齿中位于后边的切削齿前端与前边切削齿的后端连为一体；
所述的钻杆包括复数段内部为中空结构的杆体，所述的杆体包括钻孔段、位于钻孔段两端的连接头和连接座，所述连接头包括外壁上设置有锥螺纹的锥螺纹接头和将锥螺纹接头连接至钻孔段上的连接段I，连接座包括开设有锥螺纹孔的锥螺纹座和与连接段I配合的连接段II，在锥螺纹接头的另一端上设置有凸起段构成密封连接段I，在锥螺纹座的末端上开设有一段光孔构成与密封连接段I配合的密封连接段II，所述的密封连接段I包括凸起段、开设在凸起段上的凹槽和安装在凹槽内的密封圈，所述的密封连接段II为内壁光滑且恰好与密封圈构成密封配合的光洁面；
所述的保径部分的中心轴处还设置有截面呈圆形的凹槽，且凹槽内设置有辅助切削齿和出水口。
所述的杆体内开设有沿其长度方向贯通的冷却孔。
所述的杆体上开设有排屑槽且排屑槽为U型槽。
所述的密封连接段I远离锥螺纹接头的一端上设置有定位段，所述的密封连接段II上开设有与定位段配合的定位孔，定位孔与密封连接段II之间的过渡面为光洁面，保证定位孔与定位段配合时密封性。
所述的密封连接段I为一段呈圆柱体状的凸起段，所述的密封连接段II为一个呈圆柱体状的孔。
本发明的有益效果是：本发明通过改进整体结构中的部件来提高整体系统的性能，解决了具体部件引发的技术问题。
本发明的钻头在刮刀上设置的切削齿均有三个且成三角型分布，使得切削时候切削齿之间构成一个尖刀形状，切削更方便，同时在保径部分的侧壁上设置有沿轴向分布的辅助刀片，可以使得保径部分也可以有切削效果，这样设置使得钻头的整体切削效果加强，同时由于辅助刀片的存在减轻了保径部分的摩擦程度从而提高了整个钻头的耐磨性，提高了钻头的使用寿命，使得钻头的钻进深度到达100米，比普通钻头的钻进深度提高一倍。
本发明的钻杆设置有密封段，能够保证在通入高压水时，钻杆各段之间的连接处密封严密不会出现漏水的情形，这样就保证了钻杆内的水压，而且在钻杆上设置有定位孔和定位段减少了安装误差，避免了钻杆倾斜，同时将密封段设置在远离两个钻杆外部的接缝处，而且定位孔与密封连接段II之间的过渡面为光洁面构成了保护密封圈的台阶面，有效的解决了由于安装倾斜造成的密封失效的问题，同时各段采用锥螺纹连接，安装方便，开设有排屑槽，使排屑更加顺畅。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中钻杆的结构示意图。
图3为图2中钻杆的安装配合示意图。
图4为本发明中钻头的结构示意图。
图5为本发明中图4的侧视图。
图示标记：1、钻杆；101、连接段II；102、锥螺纹座；103、定位孔；104、杆体；105、锥螺纹接头；106、密封连接段I；107、定位段；108、密封圈；109、连接段I；110、冷却孔；111、密封连接段II ；2、钻头； 201、刮刀；202、辅助刀片；203、出水口；204、辅助切削齿；205、切削齿；206、排泄槽；207、钻头冠部；208、保径部分；209、钻头上体。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种钻孔装置，包括钻头2和钻杆1，钻头2安装在钻杆1的一端上，钻杆1与动力源连接，所述的钻头2包括钻头上体209、保径部分208、钻头冠部207和供水系统，保径部分208设置在钻头上体209上，固定在保径部分208的刮刀201上的切削齿205构成了钻头冠部207，供水系统为钻头2提供冷却水并从出水口203流出，所述的保径部分208的刮刀201设置有三组，且任意两组刮刀201之间设置有排屑槽206，所述的排屑槽206为一个呈圆弧面的凹槽，且自钻头冠部207至钻头上体209方向周向距离逐渐增大，保径部分208的侧壁上设置有沿轴向分布的辅助刀片202，且每个保径部分208的刮刀201上设置的切削齿205均有三个且成三角型分布，切削齿205的切削方向保持一致，且同一组切削齿205中位于后边的切削齿205前端与前边切削齿205的后端连为一体；
所述的钻杆1包括复数段内部为中空结构的杆体，所述的杆体包括钻孔段104、位于钻孔段104两端的连接头和连接座，所述连接头包括外壁上设置有锥螺纹的锥螺纹接头105和将锥螺纹接头105连接至钻孔段104上的连接段I109，连接座包括开设有锥螺纹孔的锥螺纹座102和与连接段I109配合的连接段II101，在锥螺纹接头105的另一端上设置有凸起段构成密封连接段I106，在锥螺纹座102的末端上开设有一段光孔构成与密封连接段I106配合的密封连接段II111，所述的密封连接段I106包括凸起段、开设在凸起段上的凹槽和安装在凹槽内的密封圈108，所述的密封连接段II111为内壁光滑且恰好与密封圈构成密封配合的光洁面；
所述的保径部分208的中心轴处还设置有截面呈圆形的凹槽，且凹槽内设置有辅助切削齿204和出水口203。
所述的杆体104内开设有沿其长度方向贯通的冷却孔110。
所述的杆体104上开设有排屑槽且排屑槽为U型槽。
所述的密封连接段I106远离锥螺纹接头105的一端上设置有定位段107，所述的密封连接段II111上开设有与定位段配合的定位孔103，定位孔103与密封连接段II111之间的过渡面为光洁面，保证定位孔103与定位段107配合时密封性。
所述的密封连接段I106为一段呈圆柱体状的凸起段，所述的密封连接段II111为一个呈圆柱体状的孔。
本发明中所述的钻杆可以为圆弧多棱钻杆也可以为普通圆柱形钻杆，也可以为搅龙圆柱形钻杆，圆弧多棱钻杆是指杆体包括至少两段截面呈正三角形，且为中空结构的杆体，所述的杆体正三角形截面的三个角呈圆角，三个圆角位于同一圆周上，正三角形截面的三个边呈向内凹的圆弧状，杆体的内壁形状和外壁形状一致，普通圆柱形钻杆是指杆体包括至少两段截面呈圆柱形，且为中空结构的杆体，所述的搅龙圆柱形钻杆为圆柱形钻杆外表面开设有螺纹型凹槽的圆柱形钻杆。
Claims (5)
1.一种钻孔装置，包括钻头（2）和钻杆（1），钻头（2）安装在钻杆（1）的一端上，钻杆（1）与动力源连接，其特征在于：所述的钻头（2）包括钻头上体（209）、保径部分（208）、钻头冠部（207）和供水系统，保径部分（208）设置在钻头上体（209）上，固定在保径部分（208）的刮刀（201）上的切削齿（205）构成了钻头冠部（207），供水系统为钻头（2）提供冷却水并从出水口（203）流出，所述的保径部分（208）的刮刀（201）设置有三组，且任意两组刮刀（201）之间设置有排屑槽（206），所述的排屑槽（206）为一个呈圆弧面的凹槽，且自钻头冠部（207）至钻头上体（209）方向周向距离逐渐增大，保径部分（208）的侧壁上设置有沿轴向分布的辅助刀片（202），且每个保径部分（208）的刮刀（201）上设置的切削齿（205）均有三个且成三角型分布，切削齿（205）的切削方向保持一致，且同一组切削齿（205）中位于后边的切削齿（205）前端与前边切削齿（205）的后端连为一体；
所述的钻杆（1）包括复数段内部为中空结构的杆体，所述的杆体包括钻孔段（104）、位于钻孔段（104）两端的连接头和连接座，所述连接头包括外壁上设置有锥螺纹的锥螺纹接头（105）和将锥螺纹接头（105）连接至钻孔段（104）上的连接段I（109），连接座包括开设有锥螺纹孔的锥螺纹座（102）和与连接段I（109）配合的连接段II（101），在锥螺纹接头（105）的另一端上设置有凸起段构成密封连接段I（106），在锥螺纹座（102）的末端上开设有一段光孔构成与密封连接段I（106）配合的密封连接段II（111），所述的密封连接段I（106）包括凸起段、开设在凸起段上的凹槽和安装在凹槽内的密封圈（108），所述的密封连接段II（111）为内壁光滑且恰好与密封圈构成密封配合的光洁面；
根据权利要求1所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述的保径部分（208）的中心轴处还设置有截面呈圆形的凹槽，且凹槽内设置有辅助切削齿（204）和出水口（203）。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述的杆体（104）内开设有沿其长度方向贯通的冷却孔（110）。
3.根据权利要求1所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述的杆体（104）上开设有排屑槽且排屑槽为U型槽。
4.根据权利要求1所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述的密封连接段I（106）远离锥螺纹接头（105）的一端上设置有定位段（107），所述的密封连接段II（111）上开设有与定位段配合的定位孔（103），定位孔（103）与密封连接段II（111）之间的过渡面为光洁面，保证定位孔（103）与定位段（107）配合时密封性。
5.根据权利要求1所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述的密封连接段I（106）为一段呈圆柱体状的凸起段，所述的密封连接段II（111）为一个呈圆柱体状的孔。
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