CN204492646U - 钻碎一体化水力冲刷内排式坑道钻具 - Google Patents

Abstract

一种能有效提高成孔率、钻进深度和长距离成孔效率的钻机。钻机率先采用钻碎一体化加内排式方法，其主体为一个内含粉碎钻头、取芯钻头和内设注水管的钻杆。取芯钻头内安装粉碎钻头以实现钻碎一体化，并在钻头尾部开进水孔，注水管前端伸至粉碎钻头以冲刷粉碎后的钻渣。钻杆为中空的大内径新型钻杆，侧壁开注水管以输送高压水。在开凿钻孔时，钻机回转装置带动钻杆和钻头回转，同时通过注水管输送高压水；钻头的端部首先接触岩层并钻取一小段岩芯。随着钻头的推进，钻头内的粉碎钻头接触到岩芯并将岩芯粉碎，这一过程即为钻碎一体化。而后利用高压水将钻渣从钻杆内腔排出。从而提高成孔率、钻进深度和长距离成孔效率。

Description

钻碎一体化水力冲刷内排式坑道钻具

技术领域

本实用新型涉及一种矿山井下钻孔装置，尤其是能有效提高成孔率、钻进深度和长距离成孔效率的钻具。

背景技术

目前，在煤矿井下钻孔的施工过程中广泛使用的全液压坑道钻机大部分都用水(或风)作为钻孔循环介质，这类钻机在钻进的同时由钻杆内腔输入高压水(或风)携带钻渣经由钻杆与孔壁之间的间隙排出。但是，这种钻机存在以下问题：1)水力外排渣成孔效果差。在松软突出煤层(硬度系数f≤1，煤层松软、渗透性极差，但瓦斯含量却特高)中，高压水对孔壁的冲刷和浸泡导致孔壁坍塌掉块，严重时导致钻杆卡死，孔底水压升高，形成憋泵现象。2)风动钻进深度有限。用压缩空气作为钻孔循环介质虽然有利于保持孔壁稳定和瓦斯的释放，有效减少瓦斯突出的可能，但由于目前井下管路风压较低，限制了钻孔深度的加长。3)长距离一次成孔困难，效率低下。非取芯孔一次成孔困难，无论水力外排或干眼钻进，钻孔深度有限；取芯孔虽依靠重力下滑实现一次成孔，但倾角及钻进深度都受到限制；依靠端头取芯、钻杆传动虽能解决倾角及钻进深度受限的问题，但反复取送取芯装置耽误了钻头钻进时间，钻进效率低下。

发明内容

为了克服现有的坑道钻机水力外排渣成孔效果差、风动钻进深度有限、长距离一次成孔困难且效率低下等不足,本实用新型提供一种钻碎一体化内排式坑道钻机，该钻碎一体化内排式坑道钻机能够很好的的解决上述不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本作品率先采用钻碎一体化加内排式方法，作品主体为一个内含粉碎钻头、取芯钻头和内设注水管的钻杆，在开凿钻孔时，钻机回转装置带动钻杆和钻头回转，同时通过注水管输送高压水；钻头的端部首先接触岩层并钻取一小段岩芯。随着钻头的推进，钻头内的粉碎钻头接触到岩芯并将岩芯粉碎，这一过程即为钻碎一体化。而后利用高压水将钻渣从钻杆内腔排出。

本实用新型的有益效果是，可以有效避免因泥浆(或清水)与孔壁的直接接触而导致的孔壁坍塌、掉块甚至憋泵现象和风动钻进深度有限的问题，提高了成孔率和钻进深度，为煤矿安全高效生产提供有力保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的钻头结构图。

图2是本实用新型的钻头结构剖面图。

图3是本实用新型的钻杆结构图。

图4是本实用新型的钻杆结构剖面图。

图5是本实用新型的钻杆连接图。

图6是本实用新型的钻杆连接剖面图。

图7是本实用新型的钻杆连接局部放大图。

图8是本实用新型的钻杆连接密封垫片2。

图中1.取芯钻头，2.粉碎钻头，3.喷水孔，4.注水管，5.缓冲口，6.密封垫片1，7.密封垫片2。

具体实施方式

在图1～2中，粉碎钻头(2)滞后于取芯钻头(1)100mm、喷水孔(3)滞后于取芯钻头(1)50mm，钻头侧壁开设注水管(4)。取芯钻头(1)用于取芯，粉碎钻头(2)用于将取下的岩芯粉碎，喷水孔(3)喷射高压水将粉碎后的钻渣冲进钻杆内腔并排出。

在图3～4中，钻杆为40mm大内径杆体，在钻杆侧壁开设3个开口为椭圆形的注水管(4)。

在图5～8中，钻杆连接采用螺纹连接，在杆与杆的连接处，开设缓冲口(5)，以防止旋拧时注水管连接错位，连接处加防水垫片(6)。

Claims (3)

1.一种钻碎一体化水力冲刷内排式坑道钻具，主体为一个内含粉碎钻头、取芯钻头和内设注水管的钻杆，其特征是：取芯钻头(1)、喷水孔(3)、粉碎钻头(2)依次排列，钻头、钻杆侧壁开设注水管(4)。

2.根据权利要求1所述的钻碎一体化水力冲刷内排式坑道钻具，其特征是：粉碎钻头(2)滞后于取芯钻头(1)100mm、喷水孔(3)滞后于取芯钻头(1)50mm，钻杆内径40mm。

3.根据权利要求1所述的钻碎一体化水力冲刷内排式坑道钻具，其特征是：钻杆连接采用螺纹连接，连接处加防水垫片(6)。