CN203499569U - 水压控钻冲割一体高效钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型工资了一种水压控钻冲割一体高效钻头，包括普通钻头、冲割装置壳体和高压密封钻杆，所述的冲割装置壳体通过壳体外置螺纹与普通钻头的内置螺纹连接，高压密封钻杆通过外置螺纹的连接端与内置螺纹的冲割装置壳体的连接端连接。本实用新型结构简单，成本低廉，拆卸方便，实现了煤矿钻冲割一体化作业，冲割装置壳体与普通钻头和高压密封钻杆三者之间可以灵活拆卸，更换其中损坏部分，节约了材料成本。对于煤层卸压增透增透，提高煤层透气性和瓦斯抽放率有良好效果，解决了高瓦斯煤层开采过程中瓦斯涌出和瓦斯突出问题，确保在严重突出煤层快速揭煤和掘进的安全，为煤矿安全生产提供了保障。

Description

水压控钻冲割一体高效钻头

技术领域

本实用新型属于煤炭矿山开采技术领域，具体涉及水压控钻冲割一体高效钻头，特别在煤矿钻冲割一体化作业，对于煤层卸压增透，提高煤层透气性和瓦斯抽放率有良好效果，解决了高瓦斯煤层开采过程中瓦斯涌出和瓦斯突出问题，确保在严重突出煤层快速揭煤和掘进的安全，为煤矿安全生产提供了保障。

背景技术

矿井瓦斯事故是井下重大灾害之一，瓦斯事故具有突发性和破坏性极强的特点，一旦发生就会造成人员伤亡和财产损失。随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大。所以，有突出危险的矿井，必须将矿井防突作为安全工作的重中之重来抓，防止突出事故的发生。水力冲孔和割缝是采用岩石巷道做为安全屏障，通过施工穿层钻孔，利用喷嘴的切割和高压水射流的冲击作用冲出部分煤体与瓦斯，引起钻孔周边煤岩体应力降低、裂隙伸展、扩张与贯通，使钻孔周围一定范围内煤体充分卸压增透，从而强化瓦斯抽放效果，实现采掘工作面安全快速消突与掘进的目的，是一种具有广阔应用前景的防突技术措施。但是目前水力冲孔和割缝钻头，大部分都是先打钻再进行冲孔和割缝，分两步进行的，如遇到软煤层时，打钻完成后，极易塌孔，导致冲孔和割缝工作无法进行；有的是冲孔和割缝体与钻头是一体的，造成拆卸更换不方便。

因此，研发新的以满足煤矿现场治理瓦斯工作需要，为煤矿安全生产提供保障的钻冲割水力强化装备，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种结构简单，成本低廉，拆卸方便，对于煤层卸压增透增透，提高煤层透气性和瓦斯抽放率有良好效果，可实现煤矿钻冲割一体化作业的水压控钻冲割一体高效钻头。

本实用新型的目的是这样实现的：

水压控钻冲割一体高效钻头，包括普通钻头1、冲割装置壳体2和高压密封钻杆3，其特征在于：所述的冲割装置壳体2通过壳体外置螺纹6与普通钻头1的内置螺纹连接，高压密封钻杆3通过外置螺纹的连接端8与内置螺纹的冲割装置壳体2的连接端连接；

所述的冲割装置壳体2包括壳体外置螺纹6、设置在壳体上的不同孔径的喷嘴7、高压O型圈9、圆柱螺栓压缩弹簧10、孔用弹簧挡圈11和挡板泄水孔12；

所述的圆柱螺栓压缩弹簧10套于活塞顶杆13上，活塞顶杆13的末端设置有孔用弹簧挡圈11和挡板泄水孔12；

所述的高压O型圈9套于外置螺纹的连接端8与内置螺纹的冲割装置壳体2的连接端之间；

所述的普通钻头1包括设置在前端的钻头出水孔4和切削齿5。

积极有益效果：本实用新型结构简单，成本低廉，拆卸方便，实现了煤矿钻冲割一体化作业，冲割装置壳体与普通钻头和高压密封钻杆三者之间可以灵活拆卸，更换其中损坏部分，节约了材料成本。对于煤层卸压增透增透，提高煤层透气性和瓦斯抽放率有良好效果，解决了高瓦斯煤层开采过程中瓦斯涌出和瓦斯突出问题，确保在严重突出煤层快速揭煤和掘进的安全，为煤矿安全生产提供了保障。

附图说明

     图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A向结构剖视图；

图3为图2中B-B向结构剖视图；

图中为：普通钻头1、冲割装置壳体2、高压密封钻杆3、钻头出水孔4、切削齿5、壳体外置螺纹6、喷嘴7、外置螺纹的连接端8、高压O型圈9、圆柱螺栓压缩弹簧10、孔用弹簧挡圈11、挡板泄水孔12、活塞顶杆13。

具体实施方式

    下面结合附图及具体实施例，对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，水压控钻冲割一体高效钻头，包括普通钻头1、冲割装置壳体2和高压密封钻杆3，其特征在于：所述的冲割装置壳体2通过壳体外置螺纹6与普通钻头1的内置螺纹连接，高压密封钻杆3通过外置螺纹的连接端8与内置螺纹的冲割装置壳体2的连接端连接，便于维修和安装，更换其中之一比较方便，节约了材料成本。

所述的普通钻头1用于打钻破碎岩石和煤的主要工具；

如图2、图3所示，所述的冲割装置壳体2包括壳体外置螺纹6、设置在壳体上的不同孔径的喷嘴7、高压O型圈9、圆柱螺栓压缩弹簧10、孔用弹簧挡圈11和挡板泄水孔12；冲割装置壳体2用于安装不同孔径喷嘴起到冲孔或割缝作用，利用水压的供水不同来控制打钻和冲割一体化，不用打钻后再退出钻杆，重新安装冲割钻头进行水力强化作业；

所述的圆柱螺栓压缩弹簧10套于活塞顶杆13上，活塞顶杆13的末端设置有孔用弹簧挡圈11和挡板泄水孔12；

所述的高压O型圈9套于外置螺纹的连接端8与内置螺纹的冲割装置壳体2的连接端之间；

高压密封钻杆3利用高压O型圈9密封钻杆体与冲割装置壳体2，起到提供到喷嘴7压力更有效，使水压损失减少；

如图1所示，所述的普通钻头1的包括设置在前端的钻头出水孔4和切削齿5，利用冲割装置壳体2的壳体外置螺纹6连接通钻头1，可以灵活更换钻头，便于维修，当水压相对冲割低时，钻头出水孔4开时出水利用切削齿5磨岩煤进行打钻。

根据煤的坚固系数不一样，在冲割装置壳体2上布置不同孔径喷嘴7，当水压相对打钻高时，孔用弹性挡圈11压缩，封堵挡板泄水孔12，高压O型圈9保证使钻头出水孔4不出水，喷嘴7就开始喷射出水流对煤体进行冲孔或割。

使用时，1、根据煤破煤有效压力、泵额定流量计算喷嘴7孔径和数量；

2、把喷嘴7安装到冲割装置壳体2，然后冲割装置壳2体与普通钻头1和高压密封钻杆3三者连接一体；

3、比如破煤有效压力为10MPa，井下供水管子静压水为5MPa，设置圆柱螺旋压缩弹簧10为8MPa临界值，当进行打钻时，井下供水管子静压水5MPa小于8MPa，清水经钻杆3，活塞顶杆13处于开起状态，大部分低压水主要从钻头1出水进行打钻工作。

4、完成打钻后，换上高压水10MPa，清水经钻杆3，活塞顶杆13处于关闭状态，高压水从喷嘴7出水，实现水力冲孔割缝工作。

5、通过上述调整水压大小来实现钻进和冲孔割缝功能。

   本实用新型结构简单，成本低廉，拆卸方便，实现了煤矿钻冲割一体化作业，冲割装置壳体与普通钻头和高压密封钻杆三者之间可以灵活拆卸，更换其中损坏部分，节约了材料成本。对于煤层卸压增透增透，提高煤层透气性和瓦斯抽放率有良好效果，解决了高瓦斯煤层开采过程中瓦斯涌出和瓦斯突出问题，确保在严重突出煤层快速揭煤和掘进的安全，为煤矿安全生产提供了保障。

以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

Claims (5)

1.水压控钻冲割一体高效钻头，包括普通钻头（1）、冲割装置壳体（2）和高压密封钻杆（3），其特征在于：所述的冲割装置壳体（2）通过壳体外置螺纹（6）与普通钻头（1）的内置螺纹连接，高压密封钻杆（3）通过外置螺纹的连接端（8）与内置螺纹的冲割装置壳体（2）的连接端连接。

2.根据权利要求1所述的水压控钻冲割一体高效钻头，其特征在于：所述的冲割装置壳体（2）包括壳体外置螺纹（6）、设置在壳体上的不同孔径的喷嘴（7）、高压O型圈（9）、圆柱螺栓压缩弹簧（10）、孔用弹簧挡圈（11）和挡板泄水孔（12）。

3.根据权利要求2所述的水压控钻冲割一体高效钻头，其特征在于：所述的圆柱螺栓压缩弹簧（10）套于活塞顶杆（13）上，活塞顶杆（13）的末端设置有孔用弹簧挡圈（11）和挡板泄水孔（12）。

4.根据权利要求2所述的水压控钻冲割一体高效钻头，其特征在于：所述的高压O型圈（9）套于外置螺纹的连接端（8）与内置螺纹的冲割装置壳体（2）的连接端之间。

5.根据权利要求1所述的水压控钻冲割一体高效钻头，其特征在于：所述的普通钻头（1）包括设置在前端的钻头出水孔（4）和切削齿（5）。

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