CN113374428A - 一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，钻杆杆体由外管和内管组合而成，在钻杆杆体的圆周形成多条轴向供流通道，在钻杆杆体的中心形成圆通径内排渣通道；钻杆杆体的外管外表面设置有螺旋凹槽或轴向凹槽或平面，在螺旋凹槽、轴向凹槽、平面内设置有与内排渣通道连通且避开供流通道的泄渣筛孔。该发明所述的钻杆为圆周供流的内排渣通道钻杆，钻杆直径可接近钻头的直径，钻杆具有护孔卸压作用，可以用于突出煤层的常规钻进和无缆定向钻进，若在钻杆的内管轴心安装通缆管及其内置通讯电缆，也可以用于通缆定向钻进。

Description

一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采钻孔钻进技术领域，特别涉及一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，用于钻孔塌孔严重的松软突出煤层瓦斯抽采钻孔的施工，该钻杆也可用作无缆定向钻进，使定向钻进技术适应于突出煤层的直孔钻进。

背景技术

现行突出煤层本煤层瓦斯抽采钻孔施工所用的钻杆多为刻槽钻杆、肋骨钻杆、三棱刻槽钻杆和三棱钻杆，其中前三种钻杆的专利申请人为本申请人，即河南理工大学，专利号分别为ZL200610111830.7，ZL200920088879.4，ZL200910064973.0。这些钻杆的共同特点是采用风流、水流或风水联动排渣，钻杆外表与钻孔壁之间的环状空间为排渣通道，由于排渣通道在钻杆之外，称之为外排渣通道。现行松软突出煤层钻进所用的钻杆存在三个有待解决的问题：一是打钻喷孔，由于突出煤层打钻的过程中普遍发生孔内煤炮等动力现象，钻孔壁极易崩落坍塌，导致外排渣通道间歇性堵塞，外排渣通道的间歇性堵塞和疏通会导致喷孔瓦斯超限，不完全统计，突出矿井打钻喷孔导致的瓦斯超限占总瓦斯超限次数的60%至80%；二是钻孔偏斜严重，由于外排渣通道需要有足够几何空间，钻杆的直径比钻头的直径小20mm至50mm，百米钻孔的偏斜距离高达15m至20m，钻孔过早上漂至煤层顶板或下潜至煤层底板，而钻孔扶正器又不能在松软煤层中使用；三是打钻深度受限，由于钻孔塌孔、外排渣通道堵塞和钻孔偏斜、钻孔见顶见底等因素导致钻孔深度受限。

大量的工程案例表明，现行的定向钻进技术难以适应松软突出煤层的钻进，原因是定向钻进的排渣通道也是钻杆外表与钻孔壁之间的环状空间，这个外排渣通道极易坍塌堵塞，极易造成压钻和丢失孔底马达的事故。

本申请人2013年之后相继提出了护孔卸压的钻进理念并设计了若干双通道筛孔钻杆，专利号分别为ZL201310568692.5，ZL201810488587.3，ZL201810488034.8，排渣通道均为内排渣通道，未能工程应用的原因有两个：一是孔外封闭排渣技术方案尚未形成，即内排渣通道的煤渣怎么从钻杆内部排出，没有形成技术方案；二是实验室试验发现，钻杆外表的筛孔设计不当，会引起内排渣通道的堵塞，筛孔几何尺寸必须与内排渣通道的几何尺寸相匹配，筛孔的几何尺寸不得大于排渣通道几何尺寸的三分之一，否则内排渣通道必然发生堵塞，内排渣通道堵塞的无法处理，将会导致压钻、丢钻等打钻事故。除此之外，上述双通道筛孔钻杆的供风供水通道位于钻杆的中心部，排渣通道为环状排渣通道，这样带来三个不利因素：第一，由于圆孔直径远大于环孔环厚，环状排渣通道的最小几何尺寸将成倍减小，筛孔进渣口尺寸也将成倍减小，泄渣筛孔过小将影响泄渣卸压效率，增大钻杆被抱死的概率；第二，中心供流通道必须依靠支撑装置将供流通道控制在钻杆的中心部位，支撑装置的支腿对排渣通道的煤渣运移具有阻挡作用，对内排渣通道的排渣不利，并增加内排渣通道堵塞的概率；第三，松软突出煤层，提钻之后钻孔很容易塌孔阻塞，导致抽采效果的下降，很多矿区需要实施提钻时通过钻杆中心的通孔向钻孔内下护孔筛管，若采用中心供流的筛孔钻杆，由于中心供流通道和支撑装置的阻碍，在提钻时无法给钻孔下护孔筛管。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，第一，针对现有突出煤层常规钻进存在的问题，提供一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，旨在解决突出煤层常规钻进的打钻喷孔问题，提高钻孔直度、钻孔深度和成孔质量，其内排渣通道为圆通径，克服中心供流环通径内排渣筛孔钻杆存在的不能下护孔筛管的弊端和其它结构弊端；第二，针对现有定向钻进技术难以适应于突出煤层的现状，提供了一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，使定向钻进技术能够适应于松软突出煤层的钻进。

为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，包括钻杆杆体，所述钻杆杆体的圆周截面内平行轴向设置有多条为打钻提供风流或水流的供流通道，钻杆杆体的中心设有为打钻提供排渣的圆通径的内排渣通道，所述钻杆杆体的外表面沿径向且避开供流通道设置有泄渣筛孔，泄渣筛孔与内排渣通道连通。

所述钻杆杆体包括配合安装的外管和内管。

进一步， 所述外管的内孔形状为圆形或凹凸齿轮形，外管的外表为圆形，所述外管两端或与外管摩擦焊形成的接头的两端设有公扣和母扣。

进一步，所述内管的外表形状为圆形或凹凸齿轮形，内管内孔形状为圆形，内管的内孔为内排渣通道。

进一步， 所述外管和内管同轴紧贴密封配合，且配合安装处形成多条供流通道，所述内孔形状为圆形的外管与外表形状为凹凸齿轮形的内管同轴紧贴密封配合；或者内孔形状为凹凸齿轮形的外管与外表形状为圆形的内管同轴紧贴密封配合；或者内孔形状为凹凸齿轮形的外管的凸齿圆弧面与外表形状为圆形的凹凸齿轮形的凸齿圆弧面一一对应紧贴配合。

进一步，所述内管为多孔内管，多孔内管的横截面内圆周间隔布置有多个轴向贯通的供流孔，多个供流孔形成多条供流通道，内孔形状为圆形的外管与外表形状为圆形的多孔内管同轴紧贴密封配合，或者内孔形状为凹凸齿轮形的外管的凹槽与外表形状为凹凸齿轮形的多孔内管的凸齿面配合安装；多孔内管的轴向中心圆孔为圆通径的内排渣通道，多孔内管的材质为双抗耐磨工程塑料、防火花铝材等能够加工多孔管的材料；为了改善多孔内管成型装配工艺、减轻钻杆重量以及使钻杆满足煤矿井下抗静电、阻燃、防火花、耐磨损等条件，多孔内管也可以为装配组合式结构，即一种或多种材料通过焊接、胶粘、紧配合等方式装配组合成多孔内管，多孔内管也可以为浇筑组合式结构，即通过浇筑法浇筑固化成多孔内管，也可以在多孔内管内表面喷涂耐磨材料或镶套薄壁管材来提高钻杆的使用性能，多孔内管成型方式、组合结构和特殊处理工艺的这些变化也在本专利的保护范围。

进一步， 所述内管为组合内管，组合内管包括多根细管和细管两端配合插装的支撑环，多根细管靠近外管内壁间隔布置，形成多条供流通道；针对外管的内孔形状为圆形或凹凸齿轮形，多根细管在内孔形状为圆形的外管内壁圆周间隔布置，或者细管置入内孔形状为凹凸齿轮形的外管的凹槽内，所述细管外壁与外管内壁形成内排渣通道。组合内管还有另外两种组合安装方式，一是在外管两端摩擦焊接头上加工出与多根细管搭接的同轴通孔，利用两个摩擦焊接头作为多根细管的支撑；二是在外管一端摩擦焊接头上加工出与多根细管搭接的通孔作为多根细管一端的支撑，另一端通过支撑环支撑。

进一步， 所述钻杆杆体沿径向布置有多个避开供流通道的泄渣筛孔，泄渣筛孔连通内排渣通道，泄渣筛孔为圆孔、变径圆孔或子母组合孔，泄渣筛孔的进渣口孔径小于内排渣通道最小通径尺寸的三分之一，来自钻孔壁的煤渣通过泄渣筛孔进入内排渣通道。泄渣筛孔的中心线指向钻杆横截面圆心或偏向钻杆的旋转方向。

进一步，为增强钻杆的泄渣能力和碎渣能力，所述钻杆杆体外管表面设置多条螺旋凹槽或轴向凹槽或轴向平面或者这些方式的组合，泄渣筛孔布置在螺旋凹槽内或轴向凹槽或轴向平面内，螺旋凹槽、轴向凹槽和轴向平面的数量、几何尺度和形状等根据钻杆尺寸和强度需要进行优化设计。

进一步，内管两端部或多孔内管两端部或安装组合内管的支撑环端部分别加工出环形密封面，安装密封环，实现搭接密封，在外管的公扣和母扣的连接处供流通道变为环形过渡供流通道，风流或水流经环形过渡供流通道进入钻杆中部的供流通道。

进一步，圆周供流护孔卸压筛孔钻杆可用于无缆定向钻进，若用于通缆定向钻进时，所述内管的轴心通过多个支撑组同轴安装有通缆管，成为圆周供流护孔卸压筛孔通缆钻杆，内排渣通道变为环通径的内排渣通道，所述泄渣筛孔的进渣口孔径小于内排渣通道最小环厚空间尺寸的三分之一。

本发明所具有的有益效果为：

1.现有钻杆的排渣通道为外排渣通道，外排渣通道极易因塌孔而堵塞，钻孔堵塞与喷孔现象常见；本发明筛孔钻杆的排渣通道为钢铁结构的圆通径内排渣通道，控制进渣粒径之后，内排渣通道不会发生堵塞，排渣通道畅通有利于深孔钻进。

2.现行钻杆不具备护孔卸压作用，钻孔塌孔现象普遍，钻孔偏斜严重，成孔质量差；本发明筛孔钻杆的直径可接近钻头直径，钻杆具有护孔卸压作用，可遏制钻孔的崩落坍塌，可提高成孔质量，有利于减小钻孔的偏斜度。

3.本申请人前期发明的护孔卸压筛孔钻杆属中心供流的环通径内排渣筛孔钻杆，本发明护孔卸压筛孔钻杆为圆周供流的圆通径内排渣通道钻杆，由于圆孔的直径远大于环孔的环厚，后者筛孔可以更大、泄渣效果更好，同时克服了前者不能在提钻时给钻孔下护孔筛管的弊端。

4、本申请人前期发明的中心供流的环通径内排渣筛孔钻杆的支撑装置和中心供流管对内排渣通道内部煤渣运移有阻碍作用，本发明护孔卸压筛孔钻杆无支撑腿阻碍、无中心供流管阻碍，排渣更加流畅。

5、本申请人前期发明的中心供流的环通径内排渣筛孔钻杆，仅能用于无缆定向钻进，没有考虑通缆定向钻进的问题，本发明圆周供流护孔卸压筛孔钻杆不仅能够用于无缆定向钻进，只需在内管的轴心安装内置有通讯电缆的通缆管即可适用于通缆定向钻进。

附图说明

图1为本发明突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆主视图；

图2为本发明内孔形状为圆形的钻杆外管的结构图；

图3为本发明内孔形状为凹凸齿轮形的钻杆外管的结构图；

图4为本发明外表形状为圆形的钻杆内管的结构图；

图5为本发明外表形状为凹凸齿轮形的钻杆内管的结构图；

图6为本发明钻杆外管与内管的配合方案一；

图7为本发明钻杆外管与内管的配合方案二；

图8为本发明钻杆外管与内管的配合方案三；

图9为本发明钻杆外管、内管合二为一的多孔钢管的结构图；

图10为本发明的多孔内管的结构图一；

图11为本发明的多孔内管的结构图二；

图12为本发明的钻杆外管与多孔内管配合方案一；

图13为本发明的钻杆外管与多孔内管配合方案二；

图14为本发明的组合内管的结构图；

图15为本发明的组合内管的立体图；

图16为本发明的钻杆外管与组合内管配合方案一；

图17为本发明的钻杆外管与组合内管配合方案二；

图18为本发明的组合内管的细管安装方案二；

图19为本发明的组合内管的细管安装方案三；

图20为本发明的不同类型的泄渣筛孔的剖面图；

图21为本发明多种子母组合孔的扣盖结构示意图；

图22为本发明多种子母组合孔的分隔支撑架结构示意图；

图23为本发明子母组合孔的筛孔板条结构示意图；

图24为本发明的泄渣筛孔的方向设置示意图；

图25为本发明的表面设置螺旋凹槽、轴向凹槽钻杆的结构图；

图26为本发明的钻杆密封连接方案一；

图27为本发明的钻杆密封连接方案二；

图28为本发明的钻杆密封连接方案三；

图29为本发明的钻杆密封连接方案四；

图30为本发明的钻杆密封连接方案五；

图31为本发明安装通缆管形成圆周供流护孔卸压筛孔通缆钻杆的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1所示，一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，包括钻杆杆体，所述钻杆杆体的圆周截面内平行轴向设置有多条为打钻提供风流或水流的供流通道3，钻杆杆体的中心设有为打钻提供排渣的圆通径的内排渣通道4，所述钻杆杆体的外表面沿径向且避开供流通道设置有泄渣筛孔5，泄渣筛孔5与内排渣通道4连通。

钻杆杆体包括同轴配合安装的外管1和内管2，所述外管1内孔形状为圆形或凹凸齿轮形；在外管1上或与外管1上摩擦焊形成的接头上加工钻杆两端的公扣和母扣，用于两根钻杆之间的连接；所述内管2的外表形状为圆形或凹凸齿轮形，内管2的内孔为内排渣通道4。

如图2所示，钻杆杆体外管1的外表形状为圆形，内孔形状为圆形，外管1的两端设置

公、母扣，用于两根钻杆之间连接。

如图3所示，钻杆杆体外管1的外表形状为圆形，内孔形状为凹凸齿轮形，外管1的两

端设置公、母扣。

如图4所示，钻杆杆体内管2的外表形状为圆形，内孔形状为圆形，内管内孔形成圆通径的内排渣通道4，内管2的两端分别设置环形密封面，用于两根钻杆的内管2之间进行对接密封。

如图5所示，钻杆杆体内管2的外表形状为凹凸齿轮形，内孔形状为圆形，内管内孔形成圆通径的内排渣通道4，内管2的两端分别设置环形密封面，用于两根钻杆的内管2之间的对接密封。

为了实现外管1与内管2的配合安装，且形成供流通道3， 所述外管1和内管2同轴紧贴密封配合，配合安装处形成多条供流通道3，如图6所示，内孔形状为圆形的外管1与外表形状为凹凸齿轮形的内管2同轴紧贴密封配合，形成方案一；如图7所示，内孔形状为凹凸齿轮形的外管1与外表形状为圆形的内管2同轴紧贴密封配合，形成方案二；如图8所示，内孔形状为凹凸齿轮形外管1的凸齿圆弧面与外表形状为凹凸齿轮形内管2的凸齿圆弧面一一对应、紧贴配合，形成方案三。上述方案中，外管1的内孔形状与内管2的外表形状匹配设计加工，使外管1与内管2同轴紧贴密封配合后在钻杆杆体圆周截面内形成多条轴向供流通道3，根据外管1的内孔形状与内管2的外表形状的不同，形成的供流通道3的横形状可以为槽形、等腰梯形、矩形、半圆形、圆形、椭圆形等多种形状。

如图9所示，随着异形钢管制作技术的发展和提高，外管1和内管2也可以合二为一，即利用钻杆专用材质作多孔钢管，多孔钢管的中心圆孔为圆通径内排渣通道4，多孔钢管的截面内平行轴向间隔布置的多个小孔形成多条供流通道3。

所述内管2为多孔内管，多孔内管的横截面内圆周间隔布置有多个轴向贯通的供流孔，多个供流孔形成多条供流通道3，如图10所示，内管2的内孔为圆形，外表为圆形，内孔形状为圆形的外管1与外表形状为圆形的多孔内管同轴紧贴密封配合；如图11所示，内管2的内孔为圆形，外表为凹凸齿轮形，供流孔布置在内管2的外边缘的凸齿上，内孔形状为凹凸齿轮形的外管1的凹槽与外表形状为凹凸齿轮形的多孔内管的凸齿面配合安装；内管2的轴向中心圆孔为圆通径的内排渣通道4，内管2的材质为双抗耐磨工程塑料、防火花铝材等能够加工多孔管的材料。为了改善多孔内管成型装配工艺、减轻钻杆重量以及使钻杆满足煤矿井下抗静电、阻燃、防火花、耐磨损等条件，多孔内管也可以为装配组合式结构，即一种或多种材料通过焊接、胶粘、紧配合等方式装配组合成多孔内管，多孔内管也可以为浇筑组合式结构，即通过浇筑法浇筑固化成多孔内管，也可以在多孔内管内表面喷涂耐磨材料或镶套薄壁管材来提高钻杆的使用性能，多孔内管成型方式、组合结构和特殊处理工艺的这些变化也在本专利的保护范围。内管2的供流孔的形状可以为圆形、椭圆形、腰形、多边形等多种形状，可以根据需要设计为不同的形状。

外管1与内管2的配合安装时，如图12所示，外表为圆形的多孔内管2的外表面与内孔形状为圆形的外管的内表面紧贴密封配合，形成方案一；如图13所示，内孔形状为凹凸齿轮形的外管1的凹槽与外表形状为圆形的多孔内管2的凸齿面配合安装，形成方案二。

为了实现外管1与内管2的配合安装，且形成供流通道3， 所述内管2也可以采用组合内管，如图14所示，组合内管包括多根细管21，所述细管21两端设有配合插装的支撑环22，支撑环22圆周间隔布置有多个轴向安装孔，多根细管21两端分别插入支撑环22的轴向安装孔中，细管21的两端与支撑环22的安装孔密封固定，图15为组合内管的立体图。

如图16所示，所述细管21紧贴内孔形状为圆形的外管1的内表面圆周间隔布置，细管21两端分别通过一个支撑环22与外管1的两端密封固定，支撑环22的外圆柱面与钻杆外管1两端的内圆柱面通过紧固螺钉紧固，或者采用粘接剂等方式将组合内管固定于钻杆的外管1内表面。多根细管21的内孔形成多条供流通道3，所述细管21外壁与外管1内壁形成内排渣通道4，多根细管21置于内排渣通道4的外边缘。如图17所示，组合内管2的细管21放置于内孔形状为凹凸齿轮形的外管1的凹槽中，细管21两端分别通过一个支撑环22与外管1的两端密封固定，多根细管21的内孔形成多条供流通道3，所述细管21外壁与外管1内壁形成内排渣通道4。

组合内管还有另外两种组合安装方式，如图18所示，一是在外管两端摩擦焊接头上加工出与多根细管搭接的同轴通孔，利用两个摩擦焊接头作为多根细管的支撑；如图19所示，二是在外管一端摩擦焊接头上加工出与多根细管搭接的通孔作为多根细管一端的支撑，另一端通过支撑环22支撑。

如图1所示，为了实现打钻过程中钻杆周围煤渣能够顺利进入钻杆内排渣通道4中，在钻杆杆体的径向布置有避开供流通道3的泄渣筛孔5，泄渣筛孔5连通钻杆杆体外表和内排渣通道4。如图20所示，为了防止泄渣筛孔5阻塞影响进渣效率，泄渣筛孔5为圆孔或变径圆孔或子母组合孔，优选地，采用变径圆孔，使进渣口51尺寸小于出渣口52尺寸，也可以采用子母组合孔的方式，如图21-23所示，子母组合孔是指在钻杆杆体上加工大直径的母孔，在母孔外口安装扣盖53或分隔支撑架54或筛孔板条55，扣盖53或分隔支撑架54或筛孔板条55将母孔分隔成若干小尺寸子孔，子孔为进渣口51，母孔为出渣口52，出渣口52大于进渣口51，煤渣更易进入内排渣通道4。泄渣筛孔5为圆孔、变径圆孔或子母组合孔，泄渣筛孔5的进渣口51孔径小于内排渣通道4最小通径尺寸的三分之一，来自钻孔壁的煤渣通过泄渣筛孔5进入内排渣通道4，且进入内排渣通道4的煤渣颗粒不易形成搭桥堵塞而影响排渣效果，确保内排渣通道4的畅通。

突出煤层打钻的过程中，钻孔壁和钻头处的煤体自由面，均会发生煤炮，导致自由面处的煤体崩落坍塌，崩落煤渣的块度及崩落的概率与煤体力学性能、煤体结构、瓦斯压力、瓦斯含量和地应力有关，泄渣筛孔5要具有控制进渣粒径的功能，当进渣粒径大于内排渣通道4最小通径尺寸的三分之一时，渣粒容易形成三角拱，出现搭桥堵塞，并最终导致内排渣通道4的堵塞。因此，突出煤层打钻时要利用泄渣筛孔5控制进渣粒径，进渣粒径越小越有利于排渣，泄渣筛孔5所控制的进渣粒径小于内排渣通道4最小通径尺寸的三分之一，内排渣通道4不会堵塞，只要内排渣通道4畅通，即可消除排渣通道堵塞引发的喷孔瓦斯超限事故。

如图24所示，泄渣筛孔5的中心线指向钻杆横截面圆心或偏向钻杆的旋转方向。

如图25所示，为增强钻杆的泄渣能力和碎渣能力，在钻杆杆体外管1表面设置多条螺旋凹槽11或轴向凹槽12或轴向平面13或这些方式的组合，泄渣筛孔5的进渣口51布置在螺旋凹槽11内、轴向凹槽12内和轴向平面13内，螺旋凹槽11、轴向凹槽12和轴向平面13的数量、几何尺度和形状等根据钻杆尺寸和强度需要进行优化设计。泄渣筛孔5通过对钻孔壁泄渣来减轻钻杆所受的压力，而螺旋凹槽11具有切削孔壁变形作用、积聚泄渣作用和降温作用，螺旋凹槽11的形状依据加工工艺不同，可采用矩形、梯形、圆弧形等多种形状，例如，本实施例中，采用深度2～5mm的矩形截面双螺旋凹槽。

钻杆的内壁直径保持不变，使得钻杆螺纹连接处的强度最低，通过在钻杆外管1外表设置多条螺旋凹槽11或轴向凹槽12或轴向平面13或这些方式的组合以及泄渣筛孔5，可以实现钻杆杆体与螺纹的强度匹配，根据钻杆尺寸、钢材强度和煤层地质条件，优化设计，一方面保持钻杆强度的最优化，另一方面实现钻杆重量的最轻化。例如，对于突出危险性小的突出煤层、煤层硬度较高的突出煤层以及瓦斯含量较低的突出煤层，泄渣筛孔5的密度则可减少，护孔面积可以减少，这样就可以加大螺旋凹槽11、轴向凹槽12、轴向平面的宽度、深度和条数。与钻杆轴向垂直的任一杆体截面上，泄渣筛孔5错开布置，使布置的泄渣筛孔5对钻杆强度影响较小。根据煤层条件的需要，使钻杆重量最轻化具有重要意义，可以降低打钻工人的劳动强度。 因此，钻杆的螺旋凹槽、轴向凹槽的深度、宽度、条数、形状和螺旋角度以及泄渣筛孔布局与密度，根据钻杆尺寸、钢材强度和煤层地质条件进行设计优化。

为了延长钻杆的使用寿命，可对钻杆杆体外表面实施等离子熔覆或耐磨喷涂等工艺的耐磨处理；为了提高钻杆的碎渣能力，提高泄渣筛孔5的泄渣效率，可采用等离子熔覆的方法，在螺旋凹槽11内形成一系列点状硬质耐磨凸起，对螺旋凹槽11内移动的煤渣进行揉搓粉碎。

为实现两根钻杆之间的连接及钻杆供流通道的相互连通，在钻杆杆体两端分别设置公扣、母扣接头，并根据外管1、内管2、多孔内管、组合内管的结构形状特点及相互配合方案，在钻杆公扣和母扣的连接处设计对接或插接密封，本专利的接头密封方案中，内管2两端部或多孔内管两端部或安装组合内管的支撑环22端部分别加工出环形密封面，安装密封环6，实现搭接密封，在外管1的公扣和母扣的连接处供流通道变为环形过渡供流通道7，风流或水流经环形过渡供流通道7进入钻杆中部的供流通道3。

为清晰表述钻杆接头连接及密封方式，本实施例中仅表述表面设有轴向凹槽的钻杆的接头密封方案，钻杆表面设有螺旋凹槽或轴向平面不影响钻杆接头的连接和密封。

如图26所示，内孔形状为圆形的外管1与外表形状为凹凸齿轮形的内管2组成钻杆的接头密封结构图。

如图27所示，内孔形状为凹凸齿轮形的外管1与外表形状为圆形的内管2组成钻杆的接头密封结构图。

如图28所示，内孔形状为凹凸齿轮形的外管1与外表形状为凹凸齿轮形的内管2组成钻杆的接头密封结构图。

如图29所示，外管1与多孔内管2组成钻杆的接头密封结构图。

如图30所示，外管1与组合内管2组成钻杆的接头密封结构图。

本发明中钻杆外管1内孔表面与内管2外表面同轴密封配合形成的轴向供流通道3及多孔内管2、组合内管2形成的轴向供流通道3的数量、形状根据钻杆的几何尺寸、加工工艺不同可以为多条供流通道3和圆形、椭圆形、矩形、方形、梯形、腰形、多边形等多种形状供流通道3，供流通道3的总截面积大小须满足煤矿井下打钻施工需要。

本发明中钻杆接头连接方式及密封方式不受本实施例附图限制。

圆周供流护孔卸压筛孔钻杆可用于无缆定向钻进，为了使本发明中的钻杆成为通缆定向钻进用的通缆钻杆，所述内管2的轴心通过多个支撑组8同轴安装有通缆管9，成为圆周供流护孔卸压筛孔通缆钻杆，内排渣通道4变为环通径的内排渣通道，所述泄渣筛孔5的进渣口51孔径小于内排渣通道4最小环厚空间尺寸的三分之一。

如图31所示，所述内管2的内孔内通过多个支撑组8同轴安装有通缆管9，通缆管9内安装通讯电缆，通缆管9与内管2的内壁之间形成环形的内排渣通道4，所述泄渣筛孔5的进渣口51孔径小于内排渣通道4最小环厚空间尺寸的三分之一。针对组合内管，可以将通缆管9通过支撑组8安装在支撑环22上，或者可以将通缆管9通过支撑组8安装在外管1上。可以根据施工需要进行对应的安装。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，包括钻杆杆体，所述钻杆杆体的圆周截面内平行轴向设置有多条为打钻提供风流或水流的供流通道，钻杆杆体的中心设有为打钻提供排渣的圆通径的内排渣通道，所述钻杆杆体的外表面沿径向且避开供流通道设置有泄渣筛孔，泄渣筛孔与内排渣通道连通；

所述钻杆杆体包括配合安装的外管和内管。

2. 根据权利要求1所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于， 所述外管内孔形状为圆形或凹凸齿轮形，所述外管两端或与外管摩擦焊形成的接头的两端设有公扣和母扣。

3.根据权利要求2所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述内管的外表形状为圆形或凹凸齿轮形，内管的内孔为内排渣通道。

4.根据权利要求3所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述外管和内管同轴紧贴密封配合，形成多条供流通道，所述内孔形状为圆形的外管与外表形状为凹凸齿轮形的内管同轴紧贴密封配合；或者内孔形状为凹凸齿轮形的外管与外表形状为圆形的内管同轴紧贴密封配合；或者内孔形状为凹凸齿轮形的外管的凸齿圆弧面与外表形状为凹凸齿轮形的内管的凸齿圆弧面一一对应紧贴配合。

5.根据权利要求3所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述内管为多孔内管，多孔内管的横截面内圆周间隔布置有多个轴向贯通的供流孔，多个供流孔形成多条供流通道，内孔形状为圆形的外管与外表形状为圆形的多孔内管同轴紧贴密封配合，或者内孔形状为凹凸齿轮形的外管的凹槽与外表形状为凹凸齿轮形的多孔内管的凸齿面配合安装。

6.根据权利要求2所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述内管为组合内管，组合内管包括多根细管和细管两端配合插装的支撑环，所述细管在内孔形状为圆形的外管内壁圆周间隔布置，或者细管置入内孔形状为凹凸齿轮形的外管的凹槽内，所述细管外壁与外管内壁形成内排渣通道。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体沿径向布置有多个避开供流通道的泄渣筛孔，泄渣筛孔连通内排渣通道，泄渣筛孔为圆孔、变径圆孔或子母组合孔，泄渣筛孔的进渣口孔径小于内排渣通道最小通径尺寸的三分之一。

8.根据权利要求7所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体外管表面设置多条螺旋凹槽或轴向凹槽或轴向平面或者这些方式的组合，泄渣筛孔布置在螺旋凹槽内或轴向凹槽或轴向平面上。

9.根据权利要求4至6任一所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述内管两端部或多孔内管两端部或组合内管的支撑环端部加工出环形密封面，安装密封环，实现搭接密封，在外管的公扣和母扣的连接处供流通道变为环形过渡供流通道，风流或水流经环形过渡供流通道进入钻杆中部的供流通道。

10.根据权利要求9所述的一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆，其特征在于，所述内管的轴心通过多个支撑组同轴安装有通缆管，成为圆周供流护孔卸压筛孔通缆钻杆，内排渣通道变为环通径的内排渣通道，所述泄渣筛孔的进渣口孔径小于内排渣通道最小环厚空间尺寸的三分之一。

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