CN206693921U - 瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头 - Google Patents
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Abstract
瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头，包括头部、杆部和连接件，头部的外径大于杆部的外径，头部的前端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片；连接件为圆管状结构，连接件后端内壁设置有内螺纹，杆部后端与连接件外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。本实用新型在钻孔作业过程中，钻头前端受力从而顶压内部的压缩弹簧，使金刚石扩孔刀片向外滑动，金刚石扩孔刀片旋转的旋转半径增大进行扩孔作业。当钻头前端受力消失时，金刚石扩孔刀片会恢复到与钻杆外径相同的初始位置，此时可抽出本实用新型和钻杆。本实用新型在使用现有钻杆外径大小的基础上进行钻进扩孔，提高瓦斯抽采速度，而且便于抽出钻杆，降低施工的难度。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术领域，尤其涉及一种瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头。
背景技术
瓦斯抽采技术是矿井瓦斯安全治理的必要保障，受煤层自身因素的影响，安全可靠的瓦斯抽采必须以成孔技术为前提。钻孔施工后下放筛管从而进行瓦斯抽采。我国的大部分煤层属于松软煤层，用普通钻头进行钻孔施工时，由于松软破碎煤层具有煤质松软、渗透性差、瓦斯压力较大等特点，导致成孔易发生收缩坍塌，从而引起煤层卡孔卡钻的问题，使钻具无法拔出，甚至在抱钻时破坏钻具性能，为后续的机械化采煤增加了安全隐患。另外，在钻孔过程中，现有的普通钻头由于只有钻孔功能，不能扩孔，钻孔后孔径较小，钻孔内空间有限，下放的瓦斯抽采管直径比较小，影响瓦斯的抽采效率。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在钻孔的同时进行扩孔、不易卡钻、钻头易从钻孔内抽出的瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头，包括头部、杆部和连接件，头部的外径大于杆部的外径，头部的前端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有后端敞口的中心回流腔，杆部前端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；连接件为圆管状结构，连接件后端内壁设置有内螺纹，连接件外壁由后向前依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的前部伸入到杆部内，杆部后端与连接件外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。
轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧、前连板和后连板，前连板和后连板均设置有两个，第一圆柱段的外壁关于第一圆柱段中心线对称开设有两个安装槽，每个安装槽内均固定设置有一个后连接耳，杆部的后端外壁关于杆部中心线对称固定设置有两个前连接耳，两个后连接耳和两个前连接耳位于同一平面上，后连接耳与后连板后端铰接，前连接耳与前连板前端铰接，同侧的后连板前端与前连板后端铰接，前连板外表面沿前后方向设置有金刚石扩孔刀片，压缩弹簧套装在第二圆柱段上，压缩弹簧前端和后端分别与杆部的后端面和环形台阶顶压配合；
连接件的第一圆柱段前侧与中心回流钻头的杆部之间设置有扭矩传递及导向结构。
扭矩传递及导向结构包括限位柱，杆部关于中心线对称开设有两道导向孔，导向孔的长度方向与杆部的中心线平行，第一圆柱段沿径向方向开设有与两道导向孔内外对应的螺孔，限位柱螺纹连接在螺孔内，限位柱两端分别位于导向孔内，限位柱的外径与导向孔的宽度相等。
采用上述技术方案，本实用新型中的连接件后端内壁设置的内螺纹与钻杆前端连接。动力驱动装置带动钻杆和本实用新型旋转，金刚石钻孔刀片旋转切割煤层进行钻孔作业，当金刚石钻孔刀片在旋转钻孔作业遇到较大阻力时，头部与杆部向后顶压压缩弹簧，克服压缩弹簧的弹力杆部沿第一圆柱段外壁向后移动，导向孔沿限位柱向后移动，前连接耳和后连接耳之间的距离变小，前连板和后连板的铰接处向外伸出，前连板外表面的金刚石扩孔刀片的旋转半径增大，直到导向孔的前端侧壁与限位柱顶压接触，金刚石扩孔刀片的旋转半径达到最大值，金刚石扩孔刀片进一步将钻孔扩大；钻孔达到预定孔深后，将本实用新型和钻杆后撤一小段距离，钻头在压缩弹簧的作用下恢复到初始位置，即导向孔的后端侧壁与限位柱顶压接触，钻杆以及本实用新型的外径明显小于钻孔的内径，这样就毫无阻力地抽出钻杆和钻头。
本实用新型在钻孔作业过程中，钻头前端受力从而顶压内部的压缩弹簧，使金刚石扩孔刀片向外滑动，金刚石扩孔刀片旋转的旋转半径增大进行扩孔作业。当钻头前端受力消失时，金刚石扩孔刀片会恢复到与钻杆外径相同的初始位置，此时可抽出本实用新型和钻杆。本实用新型在使用现有钻杆外径大小的基础上进行钻进扩孔，提高瓦斯抽采速度，而且便于抽出钻杆，降低施工的难度。
附图说明
图1是本实用新型在工作状态下的结构示意图；
图2是本实用新型在退钻状态下的结构示意图；
图3是本实用新型中钻头和连接件的外形结构示意图；
图4是图3中连接件的俯视图；
图5是本实用新型头部和杆部的轴向剖视图；
图6是前连板和后连板的立体结构示意图。
具体实施方式
如图1-图6所示，本实用新型的瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头，包括头部12、杆部13和连接件5，头部12的外径大于杆部13的外径，头部12的前端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片14，杆部13内开设有后端敞口的中心回流腔15，杆部13前端沿圆周方向以及头部12的中心处开设有与中心回流腔15连通的回流孔16。
连接件5为圆管状结构，连接件5后端内壁设置有与内排屑钻杆8前端外壁螺纹连接的内螺纹，连接件5外壁由后向前依次为第一圆柱段17和第二圆柱段18，第二圆柱段18的外径等于杆部13的内径，第一圆柱段17的外径等于杆部13的外径，第二圆柱段18与第一圆柱段17的连接处具有环形台阶19，第二圆柱段18的前部伸入到杆部13内，杆部13后端与连接件5之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。
轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧20、前连板21和后连板22，前连板21和后连板22均设置有两个，第一圆柱段17的外壁关于第一圆柱段17中心线对称开设有两个安装槽23，每个安装槽23内均固定设置有一个后连接耳24，杆部13的后端外壁关于杆部13中心线对称固定设置有两个前连接耳25，两个后连接耳24和两个前连接耳25位于同一平面上，后连接耳24与后连板22后端铰接，前连接耳25与前连板21前端铰接，同侧的后连板22前端与前连板21后端铰接，前连板21外表面沿前后方向设置有金刚石扩孔刀片26，压缩弹簧20套装在第二圆柱段18上，压缩弹簧20前端和后端分别与杆部13的后端面和环形台阶19顶压配合；连接件5的第一圆柱段17前侧与中心回流钻头7的杆部13之间设置有扭矩传递及导向结构。
扭矩传递及导向结构包括限位柱27，杆部13关于中心线对称开设有两道导向孔28，导向孔28的长度方向与杆部13的中心线平行，第一圆柱段17沿径向方向开设有与两道导向孔28内外对应的螺孔，限位柱27螺纹连接在螺孔内，限位柱27两端分别位于导向孔28内，限位柱27的外径与导向孔28的宽度相等。
本实用新型中的连接件5后端内壁设置的内螺纹与钻杆8前端连接。动力驱动装置带动钻杆8和本实用新型旋转，金刚石钻孔刀片14旋转切割煤层进行钻孔作业，当金刚石钻孔刀片14在旋转钻孔作业遇到较大阻力时，头部12与杆部13向后顶压压缩弹簧20，克服压缩弹簧20的弹力杆部13沿第一圆柱段17外壁向后移动，导向孔28沿限位柱27向后移动，前连接耳25和后连接耳24之间的距离变小，前连板21和后连板22的铰接处向外伸出，前连板21外表面的金刚石扩孔刀片26的旋转半径增大，直到导向孔28的前端侧壁与限位柱27顶压接触，金刚石扩孔刀片26的旋转半径达到最大值，金刚石扩孔刀片26进一步将钻孔扩大。
钻孔达到预定孔深后，将本实用新型和钻杆8后撤一小段距离，钻头在压缩弹簧20的作用下恢复到初始位置，即导向孔28的后端侧壁与限位柱27顶压接触，钻杆8以及本实用新型的外径明显小于钻孔的内径，这样就毫无阻力地抽出钻杆8和钻头。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型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，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头，其特征在于：包括头部、杆部和连接件，头部的外径大于杆部的外径，头部的前端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有后端敞口的中心回流腔，杆部前端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；连接件为圆管状结构，连接件后端内壁设置有内螺纹，连接件外壁由后向前依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的前部伸入到杆部内，杆部后端与连接件外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头，其特征在于：轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧、前连板和后连板，前连板和后连板均设置有两个，第一圆柱段的外壁关于第一圆柱段中心线对称开设有两个安装槽，每个安装槽内均固定设置有一个后连接耳，杆部的后端外壁关于杆部中心线对称固定设置有两个前连接耳，两个后连接耳和两个前连接耳位于同一平面上，后连接耳与后连板后端铰接，前连接耳与前连板前端铰接，同侧的后连板前端与前连板后端铰接，前连板外表面沿前后方向设置有金刚石扩孔刀片，压缩弹簧套装在第二圆柱段上，压缩弹簧前端和后端分别与杆部的后端面和环形台阶顶压配合；
连接件的第一圆柱段前侧与中心回流钻头的杆部之间设置有扭矩传递及导向结构。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采分体式钻孔扩孔钻头，其特征在于：扭矩传递及导向结构包括限位柱，杆部关于中心线对称开设有两道导向孔，导向孔的长度方向与杆部的中心线平行，第一圆柱段沿径向方向开设有与两道导向孔内外对应的螺孔，限位柱螺纹连接在螺孔内，限位柱两端分别位于导向孔内，限位柱的外径与导向孔的宽度相等。
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