CN108547576A - 变水压脉冲控制钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变水压脉冲控制钻具，在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边设置有动支座，在钻杆前端设置有定支座，动支座上通过销轴铰接有钻片支撑体，在定支座上通过销轴铰接有辅助支撑杆；在每组钻片支撑体和辅助支撑杆之间连接有拉簧；同时，在所述伸缩套管内腔中设置有卡槽并卡固有阻水环。本发明通过改变高压水压大小的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。
Description
技术领域：
本发明属于煤矿钻具技术领域，具体涉及一种变水压脉冲控制钻具。
背景技术：
在煤矿瓦斯抽采工作时，需要在煤层内打钻孔，当煤松软、地应力较高或者受采动影响，钻孔会出现不同程度的垮孔现象，将钻头卡死在孔内无法取出，不仅耽误生产，而且造成不必要的经济损失，目前扩孔钻头种类较少，功能单一，只能在钻入时扩孔，由于钻头部分直径不能改变，在腿钻的时候，遇见卡钻的问题，只能通过强行拽出的方式取出，而且不能保证成功，另一种扩孔钻头为退钻时刀片打开，扩大钻孔直径，但由于要往返两次施工，工作效率低。
为了解决在我国高地应力、松软煤层中常规机械钻机施工顺层钻孔难和穿层钻孔煤层段孔径小的问题，实现煤层顺层钻孔和扩孔同步实施以及穿层钻孔扩孔的目的，现有技术中也存在煤层高压水射流钻扩孔系统，其包括高压水射流发生系统、钻机、钻杆钻具系统，高压水射流发生系统包括依次相连的储水箱、高压水泵、高压胶管，钻机包括钻机操纵台和钻机本体，钻杆钻具系统包括高压旋转密封装置、高压密封钻杆、具有高压水射流喷嘴的射流机械叶片组合塔式钻头，通过高压水射流对孔底和孔壁煤体的旋转切割和机械叶片的切削研磨联合作用实现煤层孔的钻进和扩孔，可以有效地避免煤层钻孔过程中的卡钻和夹钻现象，在高地应力、松软煤层中形成大孔径的长钻孔，增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。但是，在实际应用中，该系统仅注重于对钻孔周围煤体进行轴向、径向、斜前向射流打击、破碎及湿润，在钻孔过程中出现的大块煤渣虽然可被研磨分别，但是随着成孔深度的增加，大量煤渣堆积钻孔造成排渣不畅，使得钻孔成孔深度有限，大大限制了它的应用。
发明内容：
针对现有用于煤矿领域的普通高压水射流钻具存在的缺陷和问题，本发明提供一种通过改变高压水压的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种变水压脉冲控制钻具，包括钻杆和钻头，在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边外侧壁上均布设置有动支座，在钻杆前端的周边外侧壁上均布设置有与动支座对应的定支座，所述动支座上通过销轴铰接有钻片支撑体，各钻片支撑体的前侧面分布有钻片，在所述定支座上通过销轴铰接有辅助支撑杆，各辅助支撑杆的末端分别通过销轴铰接在对应的钻片支撑体后侧；在每组钻片支撑体和辅助支撑杆之间连接有拉簧；同时，在所述伸缩套管内腔中设置有卡槽并卡固有阻水环，该阻水环的中心设置有过水孔。
位于钻杆前端的钻头中心设置有阔口，位于钻杆后端连接有密封旋转接头，与密封旋转接头连接的管路的末端连接变频水泵，变频水泵的控制端连接控制器。
本发明的有益效果：1.本发明通过改变高压水压大小的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。改变高压水压力大小既可以通过人为控制，也可以通过控制器对变频水泵进行规律控制。
2.本发明通过控制水压就能控制钻头变径部分的变径功能，变径操作简单方便，容易控制，结构简单容易实现。
附图说明
图1是本发明钻具在承受高压水冲击时处于折叠状态示意图。
图2是本发明钻具在承受低压水冲击时处于展开状态示意图。
图3是与本发明钻具结合使用的钻机管路连接系统示意图。
图4是图1中阻水环的结构示意图。
图中标号1为钻杆，2为钻头，3为伸缩套管，4为动支座，5为定支座，6为钻片支撑体，7为辅助支撑杆，8为中支座，9为阻水环，10为过水孔，11为销轴，12为钻片，13为拉簧，14为钻机支架，15为卡盘，16为定位夹具，17为密封旋转接头，18为管路，19为控制器，20为变频水泵。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1和图2所示的变水压脉冲控制钻具，在钻杆1的后端连接有伸缩套管3，该伸缩套管3活动套装于钻杆1前端内侧，两者能够相对伸缩运动。
在伸缩套管3的周边外侧壁上均布设置有动支座4，在钻杆1前端的周边外侧壁上均布设置有与动支座4对应的定支座5，动支座4与定支座5数量相同且位置一一对应，而且都均匀分布在管壁周边。
在动支座4上通过销轴铰接有钻片支撑体6，各钻片支撑体6的前侧面分布有钻片，又在定支座5上通过销轴铰接有辅助支撑杆7，各辅助支撑杆7的末端分别通过销轴铰接在对应的钻片支撑体6后侧。从而，在伸缩套管3向钻杆1内进行伸缩运动时，能够带动钻片支撑体6与辅助支撑杆7之间相对摆动。
在每组钻片支撑体6和辅助支撑杆7之间连接有拉簧13，在拉簧13作用下，钻片支撑体6与辅助支撑杆7始终处于被压缩状态，即变径部分始终处于展开状态。
同时，在伸缩套管3内腔中设置有卡槽并卡固有阻水环9，如图4所示，该阻水环9的中心设置有过水孔10。向钻杆1内注入高压水时，通过改变高压水压大小的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。改变高压水压力大小既可以通过人为控制，也可以通过控制器对变频水泵20进行规律控制。
如图3所示，位于钻杆1前端的钻头2中心设置有阔口，位于钻杆1后端连接有密封旋转接头17，与密封旋转接头17连接的管路的末端连接变频水泵20，变频水泵20的控制端连接控制器。本实施例还可以利用普通水泵供水然后在管路上增加可控水量的阀门。这种阀门可以是手动控制开度的阀门，也可以是通过控制器控制开度的电磁阀门。
Claims (2)
1.一种变水压脉冲控制钻具，包括钻杆和钻头，其特征是：在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边外侧壁上均布设置有动支座，在钻杆前端的周边外侧壁上均布设置有与动支座对应的定支座，所述动支座上通过销轴铰接有钻片支撑体，各钻片支撑体的前侧面分布有钻片，在所述定支座上通过销轴铰接有辅助支撑杆，各辅助支撑杆的末端分别通过销轴铰接在对应的钻片支撑体后侧；在每组钻片支撑体和辅助支撑杆之间连接有拉簧；同时，在所述伸缩套管内腔中设置有卡槽并卡固有阻水环，该阻水环的中心设置有过水孔。
2.根据权利要求1所述的变水压脉冲控制钻具，其特征是：位于钻杆前端的钻头中心设置有阔口，位于钻杆后端连接有密封旋转接头，与密封旋转接头连接的管路的末端连接变频水泵，变频水泵的控制端连接控制器。
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|---|---|---|---|---|
| CN110905522A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-03-24 | 李军 | 一种打井机 |
| CN111254910A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 河南发恩德矿业有限公司 | 一种尾矿坝排渗管施工工艺 |
| CN114370049A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-19 | 中国化学工程第七建设有限公司 | 一种高压旋喷桩的施工设备及施工方法 |
| CN114575750A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-03 | 程玉雷 | 扩孔钻头及扩孔组件 |
| CN114753767A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-15 | 临沂矿业集团菏泽煤电有限公司郭屯煤矿 | 一种卸压孔变径装置及其施工方法 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110905522A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-03-24 | 李军 | 一种打井机 |
| CN111254910A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 河南发恩德矿业有限公司 | 一种尾矿坝排渗管施工工艺 |
| CN111254910B (zh) * | 2020-03-11 | 2021-10-08 | 河南发恩德矿业有限公司 | 一种尾矿坝排渗管施工工艺 |
| CN114370049A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-19 | 中国化学工程第七建设有限公司 | 一种高压旋喷桩的施工设备及施工方法 |
| CN114575750A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-03 | 程玉雷 | 扩孔钻头及扩孔组件 |
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