CN108505945B - 一种冲钻一体化钻头 - Google Patents
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Abstract
一种冲钻一体化钻头，包括呈圆柱状的钻头体，所述钻头体沿其轴向设置有第一水流通道，所述第一水流通道两侧对称设置有高压出水通道，所述第一水流通道内设置有出水位置调节装置，所述出水位置调节装置包括滑阀体和滑动设置在滑阀体内的滑阀芯，滑阀芯通过弹簧与滑阀体连接，所述滑阀体上设置有第二水流通道，所述滑阀芯上设置有第三水流通道，所述滑阀体靠近切削齿的一端设置有低压出水口，所述滑阀芯靠近低压出水口的一端通过堵头封闭，所述滑阀芯远离堵头的一端侧壁上设置有多个高压出水通孔，在堵头与高压出水通孔之间的滑阀芯侧壁上设置有多个低压出水通孔，通过调节第一水流通道内水流的压力，从而使堵头堵住或不堵住低压出水口。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿机械技术领域，尤其涉及一种冲钻一体化钻头。
背景技术
在煤炭开采过程中所产生的瓦斯给煤矿安全生产带来严重安全隐患，因此在开采过程中需要对含瓦斯煤层和岩层进行瓦斯抽采和稀释。瓦斯的抽采和稀释的具体操作方式是先钻出瓦斯排出孔，然后将瓦斯抽放管伸入到瓦斯排出孔中，最后通过瓦斯抽放泵将瓦斯抽放出来，从而使得煤层中含有的瓦斯得以稀释。
在钻瓦斯排出孔时，煤层和岩层使用的钻孔方式不同，岩层需要使用岩石钻头，煤层需要使用煤钻头。在实际钻孔时，当煤层钻孔钻进到岩层时或岩层钻孔钻进到煤层时，需要将钻头和钻杆全部从孔内回收，以更换钻头，频繁更换钻头导致工作效率低、劳动强度大。
发明内容
为了解决在钻瓦斯排出孔时要频繁更换岩石钻头和煤钻头从而导致工作效率低和劳动强度大的技术问题，本发明的目的是提供一种冲钻一体化钻头。
本发明所采用的技术方案是：一种冲钻一体化钻头，包括呈圆柱状的钻头体，钻头体的一端设置有多个切削齿，另一端设置有用于与钻杆螺纹连接的内螺纹，所述钻头体沿其轴向设置有第一水流通道，所述第一水流通道两侧对称设置有高压出水通道，所述第一水流通道内设置有出水位置调节装置，所述出水位置调节装置包括滑阀体和滑动设置在滑阀体内的滑阀芯，滑阀芯通过弹簧与滑阀体连接，所述滑阀体上设置有第二水流通道，所述滑阀芯上设置有第三水流通道，所述滑阀体靠近切削齿的一端设置有低压出水口，所述滑阀芯靠近低压出水口的一端通过堵头封闭，所述滑阀芯远离堵头的一端侧壁上设置有多个高压出水通孔，在堵头与高压出水通孔之间的滑阀芯侧壁上设置有多个低压出水通孔，通过调节第一水流通道内水流的压力，从而使堵头堵住或不堵住低压出水口，进而使堵头堵住低压出水口时第三水流通道通过高压出水通孔与高压出水通道相连通，使堵头不堵住低压出水口时第三水流通道、低压出水通孔、第二水流通道靠近低压出水口的一端以及低压出水口依次相连通。
所述高压出水通道与第一水流通道呈垂直设置。
所述滑阀芯呈管状，所述多个高压出水通孔共有四个并且沿滑阀芯圆周方向依次间隔设置，所述多个低压出水通孔共有四个并且沿滑阀芯圆周方向依次间隔设置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明使得在钻孔时无需根据岩层和煤层频繁更换钻头，不需要将钻头和钻杆全部从孔内回收，使得冲钻一体化，提高工作效率，减轻工人的劳动强度；
第二、本发明所述的一种冲钻一体化钻头，当钻头在煤层中钻孔时，使水由高压出水通道流出，即由高压出水通道喷出高速水射流，此时钻头的切削齿基本无负荷，利用高速水射流对煤进行切削，通过调节水压的大小，从而调节冲出煤孔的直径大小及冲出煤量的多少；利用高速水射流进行切削得到的煤孔，比用原有切削齿进行切削所钻的煤孔大，增加了煤体暴露面积，使煤层内部卸压、瓦斯释放，形成一个由“点”到“线”，由“线”到“面”，由“面”到“整体”的卸压区，扩大煤层卸压范围、提高煤体透气性，适应性更强；
第三、钻头在岩层中钻孔时，使水由低压出水口流出，钻孔主要是由切削齿将岩石切削下来，由低压出水口流出的水将切削下来的岩屑粉及时冲排出去，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明中的水由低压出水口流出时的结构示意图；
图2是本发明中的水由高压出水通道流出时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1
如图1至图2所示，一种冲钻一体化钻头，包括呈圆柱状的钻头体1，钻头体1的一端设置有多个切削齿2，另一端设置有用于与钻杆螺纹连接的内螺纹。
所述钻头体1沿其轴向设置有第一水流通道3，所述第一水流通道3两侧对称设置有高压出水通道4。
所述第一水流通道3内设置有出水位置调节装置5，所述出水位置调节装置5包括滑阀体501和滑动设置在滑阀体501内的滑阀芯502，滑阀芯502通过弹簧503与滑阀体501连接。
所述滑阀体501上设置有第二水流通道504，所述滑阀芯502上设置有第三水流通道505，第二水流通道504远离切削齿2的一端与第一水流通道3远离切削齿2的一端相连通，第三水流通道505远离切削齿2的一端与第三水流通道505远离切削齿2的一端相连通。
所述滑阀体501靠近切削齿2的一端设置有低压出水口506，所述滑阀芯502靠近低压出水口506的一端通过堵头507封闭，所述滑阀芯502远离堵头507的一端侧壁上设置有多个高压出水通孔508，在堵头507与高压出水通孔508之间的滑阀芯502侧壁上设置有多个低压出水通孔509，通过调节第一水流通道3内水流的压力，从而使堵头507堵住或不堵住低压出水口506，进而使堵头507堵住低压出水口506时第三水流通道505通过高压出水通孔508与高压出水通道4相连通，使堵头507不堵住低压出水口506时第三水流通道505、低压出水通孔509、第二水流通道504靠近低压出水口506的一端以及低压出水口506依次相连通。
当调节水的压力小于弹簧503的预紧力时，水依次流过第一水流通道3、第二水流通道504远离切削齿2的一端、第三水流通道505、低压出水通孔509、第二水流通道504靠近切削齿2的一端，并最终由低压出水口506流出。
当调节水的压力大于弹簧503的预紧力时，水推动滑阀芯502向靠近切削齿2的方向移动，直至堵头507堵住低压出水口506，从而使水依次流过第一水流通道3、第二水流通道504远离切削齿2的一端、第三水流通道505、高压出水通孔508，并最终由高压出水通道4流出。
当本发明所述的钻头在岩层中钻孔时，使水由低压出水口506流出，钻孔主要是由切削齿2将岩石切削下来，由低压出水口506流出的水将切削下来的岩屑粉冲排出去。
当钻头在煤层中钻孔时，使水由高压出水通道4流出，即由高压出水通道4喷出高速水射流，此时钻头的切削齿2基本无负荷，利用高速水射流对煤进行切削，通过调节水压的大小，从而调节冲出煤孔的直径大小及冲出煤量的多少。利用高速水射流进行切削得到的煤孔，比用原有切削齿进行切削所钻的煤孔大，增加了煤体暴露面积，使煤层内部卸压、瓦斯释放，形成一个由“点”到“线”，由“线”到“面”，由“面”到“整体”的卸压区，扩大煤层卸压范围、提高煤体透气性，适应性更强。
所述高压出水通道4与第一水流通道3呈垂直设置，使得本发明结构更加紧凑，高速水射流更有力量。
所述滑阀芯502呈管状，所述多个高压出水通孔508共有四个并且沿滑阀芯502圆周方向依次间隔设置，所述多个低压出水通孔509共有四个并且沿滑阀芯502圆周方向依次间隔设置，使得本发明易于调节，结构更具适应性。
实施例2
如图1至图2所示，一种冲钻一体化钻头，包括呈圆柱状的钻头体1，钻头体1的一端设置有多个切削齿2，另一端设置有用于与钻杆螺纹连接的内螺纹。
所述钻头体1沿其轴向设置有第一水流通道3，所述第一水流通道3两侧对称设置有高压出水通道4。
所述第一水流通道3内设置有出水位置调节装置5，所述出水位置调节装置5包括滑阀体501和滑动设置在滑阀体501内的滑阀芯502，滑阀芯502通过弹簧503与滑阀体501连接。
所述滑阀体501上设置有第二水流通道504，所述滑阀芯502上设置有第三水流通道505，第二水流通道504远离切削齿2的一端与第一水流通道3远离切削齿2的一端相连通，第三水流通道505远离切削齿2的一端与第三水流通道505远离切削齿2的一端相连通。
所述滑阀体501靠近切削齿2的一端设置有低压出水口506，所述滑阀芯502靠近低压出水口506的一端通过堵头507封闭，所述滑阀芯502远离堵头507的一端侧壁上设置有多个高压出水通孔508，在堵头507与高压出水通孔508之间的滑阀芯502侧壁上设置有多个低压出水通孔509，通过调节第一水流通道3内水流的压力，从而使堵头507堵住或不堵住低压出水口506，进而使堵头507堵住低压出水口506时第三水流通道505通过高压出水通孔508与高压出水通道4相连通，使堵头507不堵住低压出水口506时第三水流通道505、低压出水通孔509、第二水流通道504靠近低压出水口506的一端以及低压出水口506依次相连通。
当调节水的压力小于弹簧503的预紧力时，水依次流过第一水流通道3、第二水流通道504远离切削齿2的一端、第三水流通道505、低压出水通孔509、第二水流通道504靠近切削齿2的一端，并最终由低压出水口506流出。
当调节水的压力大于弹簧503的预紧力时，水推动滑阀芯502向靠近切削齿2的方向移动，直至堵头507堵住低压出水口506，从而使水依次流过第一水流通道3、第二水流通道504远离切削齿2的一端、第三水流通道505、高压出水通孔508，并最终由高压出水通道4流出。
当本发明所述的钻头在岩层中钻孔时，使水由低压出水口506流出，钻孔主要是由切削齿2将岩石切削下来，由低压出水口506流出的水将切削下来的岩屑粉冲排出去。
当钻头在煤层中钻孔时，使水由高压出水通道4流出，即由高压出水通道4喷出高速水射流，此时钻头的切削齿2基本无负荷，利用高速水射流对煤进行切削，通过调节水压的大小，从而调节冲出煤孔的直径大小及冲出煤量的多少。利用高速水射流进行切削得到的煤孔，比用原有切削齿进行切削所钻的煤孔大，增加了煤体暴露面积，使煤层内部卸压、瓦斯释放，形成一个由“点”到“线”，由“线”到“面”，由“面”到“整体”的卸压区，扩大煤层卸压范围、提高煤体透气性，适应性更强。
所述高压出水通道4与第一水流通道3呈垂直设置，使得本发明结构更加紧凑，高速水射流更有力量。
所述滑阀芯502呈管状，所述多个高压出水通孔508共有四个并且沿滑阀芯502圆周方向依次间隔设置，所述多个低压出水通孔509共有四个并且沿滑阀芯502圆周方向依次间隔设置，使得本发明易于调节，结构更具适应性。
所述滑阀体501呈管状，滑阀体501、滑阀芯502、钻头体1同轴设置，使得本发明的出水位置调节装置5更易于调节。
本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。
Claims (1)
1.一种冲钻一体化钻头，包括呈圆柱状的钻头体（1），钻头体（1）的一端设置有多个切削齿（2），另一端设置有用于与钻杆螺纹连接的内螺纹，所述钻头体（1）沿其轴向设置有第一水流通道（3），其特征在于：所述第一水流通道（3）两侧对称设置有高压出水通道（4），所述第一水流通道（3）内设置有出水位置调节装置（5），所述出水位置调节装置（5）包括滑阀体（501）和滑动设置在滑阀体（501）内的滑阀芯（502），滑阀芯（502）通过弹簧（503）与滑阀体（501）连接，所述滑阀体（501）上设置有第二水流通道（504），所述滑阀芯（502）上设置有第三水流通道（505），所述滑阀体（501）靠近切削齿（2）的一端设置有低压出水口（506），所述滑阀芯（502）靠近低压出水口（506）的一端通过堵头（507）封闭，所述滑阀芯（502）远离堵头（507）的一端侧壁上设置有多个高压出水通孔（508），在堵头（507）与高压出水通孔（508）之间的滑阀芯（502）侧壁上设置有多个低压出水通孔（509），通过调节第一水流通道（3）内水流的压力，从而使堵头（507）堵住或不堵住低压出水口（506），进而使堵头（507）堵住低压出水口（506）时第三水流通道（505）通过高压出水通孔（508）与高压出水通道（4）相连通，使堵头（507）不堵住低压出水口（506）时第三水流通道（505）、低压出水通孔（509）、第二水流通道（504）靠近低压出水口（506）的一端以及低压出水口（506）依次相连通；
所述高压出水通道（4）与第一水流通道（3）呈垂直设置；
所述滑阀芯（502）呈管状，所述多个高压出水通孔（508）共有四个并且沿滑阀芯（502）圆周方向依次间隔设置，所述多个低压出水通孔（509）共有四个并且沿滑阀芯（502）圆周方向依次间隔设置。
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