CN209293689U - 钻割冲一体化钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钻割冲一体化钻头，包括空心的钻头本体，所述钻头本体的外壁设有前切割部和后切割部，前切割部和后切割部设有刃头，前切割部的刃头朝向钻头本体的前方，后切割部的刃头朝向钻头本体的后方；钻头本体的前端部设有两个前出水孔，钻头本体的侧部设有一个侧出水孔，前出水孔和侧出水孔均与钻头本体的内部贯通，且侧出水孔与钻头本体的轴向垂直。本实用新型的钻头可以实现钻孔、切割、冲孔一次性完成，减少施工工序。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种钻割冲一体化钻头，属于采煤设备技术领域。
背景技术
目前煤矿瓦斯治理主要是通过施工钻孔预抽煤层中的瓦斯，来避免采煤过程中的瓦斯事故。应用单一钻孔预抽瓦斯，由于煤层透气性差，瓦斯抽采程度低。现有技术中一般采用高压水射流割缝、水力扩孔、水力压裂等技术进行煤层增透。在软媒层开采中，一般是采用高压水射流割缝增透。其传统的操作方法是，在钻孔完成后，利用钻机，将具有保压性能的钻杆和钻杆前端的喷头输送至钻孔内，将保压钻杆和高压水泵用高压胶管连接，利用高压水对煤层进行切割。该操作需要钻孔以后再进行割缝，增加了施工工序。另外，在软煤层钻孔时，易产生坍塌，造成钻孔堵塞，当堵塞发生在钻头后方时，传统的钻头将很难退钻。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种钻割冲一体化钻头，可以减少工序，具体方案是：
一种钻割冲一体化钻头，包括空心的钻头本体，所述钻头本体的外壁设有前切割部和后切割部，前切割部和后切割部设有刃头，前切割部的刃头朝向钻头本体的前方，后切割部的刃头朝向钻头本体的后方；钻头本体的前端部设有两个前出水孔，钻头本体的侧部设有一个侧出水孔，前出水孔和侧出水孔均与钻头本体的内部贯通，且侧出水孔与钻头本体的轴向垂直。
进一步的，所述前出水孔的直径为3mm，侧出水孔的直径为8mm。
进一步的，所述前切割部和后切割部均包括环形的基座，所述基座上沿周向均匀设置有多个刃座，刃头固定在刃座上，相邻刃座之间留设有排粉沟；所述侧出水孔位于前切割部的排粉沟内。
进一步的，所述前切割部和后切割部之间留设有间距。
本实用新型的有益点在于：本实用新型的钻头可以实现钻孔、切割、冲孔一次性完成，减少施工工序。另外，本实用新型的钻头设有前切割部和后切割部，在对软煤层钻孔时，后切割部可以在钻孔形成坍塌时进行反向钻进，解决软煤层钻孔无法退钻的问题。
附图说明
图1为本实用新型中钻头的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种钻割冲一体化钻头，包括空心的钻头本体1，所述钻头本体1的外壁设有前切割部2和后切割部3，前切割部2和后切割部3设有刃头4，前切割部的刃头朝向钻头本体的前方，后切割部的刃头朝向钻头本体的后方；钻头本体的前端部设有两个前出水孔5，钻头本体的侧部设有一个侧出水孔6，前出水孔和侧出水孔均与钻头本体的内部贯通，且侧出水孔与钻头本体的轴向垂直；所述前出水孔的直径为3mm，侧出水孔的直径为8mm。钻孔时，钻杆尾部与高压水管连接，通过高压水泵注入高压水，前出水孔排出的水对钻头进行冷却，同时利用水力的冲刷作用将煤粉排走。而侧出水孔的出水对煤层起到水力切割作用，在钻头钻孔的过程中，由侧出水孔的切割作用形成螺旋形的切割缝，达到增透作用。
在现有的钻头结构中，在钻头的前端设置2个8mm的出水孔，在钻头的侧部周向等间距设置3个10mm的出水孔，且侧部的出水孔朝向钻头的前端倾斜设置。现有结构的钻头上出水孔设置只需考虑对钻头的冷却作用和对煤粉的冲刷作用，因此不需要考虑出水孔的出水压力以及流量分布。
在本方案中，由于钻头设计成同时具备水力切割作用，而水力切割在煤层中达到的深度决定了瓦斯抽采过程中的增透效果，而在考虑到上述作用效果时，重点在于出水孔的出水压力以及流量。
在高压水泵提供的压力不变的条件下，现有的钻头结构由于出水孔数量多，且孔径大，出水压力小，出水压力只能达到4MPa左右，不具备切割作用。在本申请中，对出水孔的数量、孔径进行重新设计，并经过多次试验后，将前出水孔的孔径减小至3mm，侧出水孔的孔径减小至8mm，且将侧出水孔的数量减少至1个，侧出水孔的出水压力可以达到15MPa，对煤层具备有效的切割作用。另外，将前出水孔的孔径大幅减小至3mm，侧出水孔的流量分布相应大幅提高，进一步增强了侧出水孔的切割效果。试验中，侧出水孔的切割深度达到3.5m。而且，前出水孔的孔径减小至3mm以后，并未出现出水孔堵塞现象，保留了前出水孔的冷却功能和排粉功能。
另外，本方案中将侧出水孔设置成与钻头轴向垂直，切割缝的有效增透深度大，且不容易产生坍塌。若采用传统钻头结构中的倾斜出水孔，将形成锥形的切割面，一是增透效果差，二是容易产生坍塌。
本方案的钻头由于具备切割作用，在对软煤层进行钻孔时，更容易造成钻孔侧壁的坍塌，钻头后部堵塞导致无法退钻的问题严重。在本方案中，钻头设置有刃头朝向后部的后切割部，可以进行反向钻进，当发生坍塌堵塞时也可很容易进行退钻。
作为一种具体的结构设计，前切割部和后切割部均包括环形的基座7，基座上沿周向均匀设置有多个刃座8，刃头固定在刃座上，相邻刃座之间留设有排粉沟；侧出水孔位于前切割部的排粉沟内。刃座数量可以有3-5个，本实施例中优选为4个。刃座之间的排粉沟有利于钻孔过程中排粉。另外，在前切割部和后切割部之间留设有间距。
Claims (4)
1.一种钻割冲一体化钻头，包括空心的钻头本体，其特征在于：所述钻头本体的外壁设有前切割部和后切割部，前切割部和后切割部设有刃头，前切割部的刃头朝向钻头本体的前方，后切割部的刃头朝向钻头本体的后方；钻头本体的前端部设有两个前出水孔，钻头本体的侧部设有一个侧出水孔，前出水孔和侧出水孔均与钻头本体的内部贯通，且侧出水孔与钻头本体的轴向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种钻割冲一体化钻头，其特征在于：所述前出水孔的直径为3mm，侧出水孔的直径为8mm。
3.根据权利要求1所述的一种钻割冲一体化钻头，其特征在于：所述前切割部和后切割部均包括环形的基座，所述基座上沿周向均匀设置有多个刃座，刃头固定在刃座上，相邻刃座之间留设有排粉沟；所述侧出水孔位于前切割部的排粉沟内。
4.根据权利要求1所述的一种钻割冲一体化钻头，其特征在于：所述前切割部和后切割部之间留设有间距。
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| CN209293689U true CN209293689U (zh) | 2019-08-23 |
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| CN (1) | CN209293689U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112796672A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-05-14 | 张辉 | 具有弹簧的矿用钻割一体化钻头及其工作方法 |
-
2018
- 2018-11-26 CN CN201821954589.9U patent/CN209293689U/zh not_active Expired - Fee Related
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