CN210087246U - 一种抽渣机械扩孔钻头 - Google Patents
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Abstract
一种抽渣机械扩孔钻头，包括钻头体，钻头体的其中一端连接有抽渣钻杆连接头，钻头体的另一端连接有抽渣钻头连接头，依次贯穿抽渣钻头连接头、钻头体和抽渣钻杆连接头开设有抽渣孔，钻头体上设置有刀臂，刀臂一端转动安装在钻头体上，钻头体的抽渣孔内滑动安装有活塞，活塞靠上加工有齿条段，刀臂齿轮段，活塞滑动过程中通过齿条段配合齿轮段的相互作用推动刀臂的展开，活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上安装有用于密封活塞通孔的水压动力装置。本实用新型解决了打孔扩孔与抽渣作业多次切换的问题，无需退钻即可实现，减少了频繁拆装钻杆的步骤，极大的降低了煤矿工人的劳动强度，提高了下向深孔作业的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿瓦斯安全治理用下向深孔扩孔领域，尤其是涉及一种抽渣机械扩孔钻头。
背景技术
随着我国对煤炭资源的开采利用，采煤深度也在逐年增加，伴随而来的就是煤层瓦斯及内应力大，极易产生煤与瓦斯突出事故。我国煤层的主要特点是煤层透气性低、瓦斯含量高、煤层突出危险严重、煤层群开采、地质构造复杂，我国的煤层赋存条件决定了我国的瓦斯抽采应以卸压抽采为主，现已试验成功了穿层钻孔、平行钻孔、交叉布孔、水力割缝、水力压裂、水力扩孔等本煤层瓦斯抽采方法。
目前，煤矿企业多开掘高位巷、底抽巷，进行瓦斯抽采孔的施工，来实现煤矿瓦斯安全治理。现有技术多采用掘进底抽巷施工瓦斯抽采孔，底抽巷巷道位于可采煤层下部，因此需要向上打孔来卸压增透。但是向上打孔时易出现突出危险，存在较大的安全隐患，不利于实现煤炭安全生产。另外，底抽巷的采掘要耗费巨大的人力、物力，严重增加开采成本。与底抽巷瓦斯抽采治理相似的，本煤层瓦斯治理同样存在着诸多安全问题。
现采用更安全可靠的高位巷向下打孔的施工方法，该施工方法避免了煤层突出危险。但是向下打孔时，渣水不能自行排出，需要对瓦斯抽放孔内渣水进行抽出。因此，研制出一种能够实现定点扩孔增加煤层透气性，释放内部应力的集抽渣功能一体化的抽渣机械扩孔钻头有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决现有的瓦斯抽放孔内的渣水在抽取时需要取下扩孔钻头，操作过程繁杂，矿井下工人劳动强度大的问题，提供一种抽渣机械扩孔钻头。
本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种抽渣机械扩孔钻头，包括钻头体，钻头体的其中一端连接有抽渣钻杆连接头，钻头体的另一端连接有抽渣钻头连接头，依次贯穿抽渣钻头连接头、钻头体和抽渣钻杆连接头开设有抽渣孔，冷却水自抽渣孔靠近抽渣钻杆连接头的一端进入从抽渣钻头连接头一端流出，抽渣水从抽渣孔靠近抽渣钻头连接头一端进入后从抽渣钻头连接头的一端排出，所述的钻头体上设置有初始状态存储于钻头体外壁中的刀臂，刀臂靠近抽渣钻杆连接头的一端转动安装在钻头体上，钻头体的抽渣孔内滑动安装有活塞，活塞靠近刀臂转动端的侧壁上加工有齿条段，刀臂靠近其转动端上设置有与齿条段相互啮合的齿轮段，活塞滑动过程中通过齿条段配合齿轮段的相互作用推动刀臂的展开，沿活塞滑动方向开设有贯穿活塞的活塞通孔以便于连通位于活塞两侧的抽渣孔，活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上安装有用于密封活塞通孔的水压动力装置，水压动力装置将抽渣孔隔离为两段，水压动力装置上开设有连通活塞通孔和抽渣孔的进水口，进水口的直径小于抽渣孔的直径，冷却水从抽渣钻杆连接头上抽渣孔通过进水口后从抽渣钻头连接头上的抽渣孔排出，抽渣水从抽渣钻头连接头上的抽渣孔进入通过进水口从抽渣钻杆连接头上抽渣孔排出，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对水压动力装置产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开。
所述的水压动力装置采用封堵头，封堵头固定在活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上，在封堵头上开设有进水口，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对封堵头产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开。
所述的水压动力装置采用相互配合的阀片，阀片转动安装在活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上，在阀片上开设有进水口，冷却水推动阀片转动后盖设在活塞上，冷却水通过进水口在抽渣孔内流动，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对阀片产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开，抽渣水在抽渣孔内流动过程中推动阀片反向转动脱离活塞从而实现抽渣水在抽渣孔中流动。
所述的抽渣钻头连接头、钻头体和抽渣钻杆连接头通过螺纹配合依次连接。
所述的钻头体上开设有刀臂安装腔，刀臂转动安装在刀臂安装腔内。
本实用新型的有益效果是：本实用新型解决了打孔扩孔与抽渣作业多次切换的问题，无需退钻即可实现，减少了频繁拆装钻杆的步骤，极大的降低了煤矿工人的劳动强度，提高了下向深孔作业的效率。
附图说明
图1为本实用新型中封堵头式的结构示意图。
图2为本实用新型中阀片式的结构示意图。
图示标记：1、钻头体；2、封堵头；201、封堵头进水口；3、抽渣钻杆连接头；4、抽渣钻头连接头；5、刀臂；6、转动轴；7、活塞；701、齿条段；8、抽渣孔；9、阀片；901、阀片进水口；10、销轴。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种抽渣机械扩孔钻头，包括钻头体1，钻头体1的其中一端连接有抽渣钻杆连接头3，钻头体1的另一端连接有抽渣钻头连接头4，抽渣钻头连接头4、钻头体1和抽渣钻杆连接头3通过螺纹配合依次连接，依次贯穿抽渣钻头连接头4、钻头体1和抽渣钻杆连接头3开设有抽渣孔8，冷却水自抽渣孔8靠近抽渣钻杆连接头3的一端进入从抽渣钻头连接头4一端流出，抽渣水从抽渣孔8靠近抽渣钻头连接头4一端进入后从抽渣钻头连接头3的一端排出，所述的钻头体1上设置有初始状态存储于钻头体外壁中的刀臂5，钻头体上开设有刀臂安装腔，刀臂5通过转动轴6转动安装在刀臂安装腔内，转动轴6安装在刀臂5靠近抽渣钻杆连接头的一端上以便于实现刀臂5转动安装在钻头体1上，钻头体1的抽渣孔8内滑动安装有活塞7，活塞7靠近刀臂转动端的侧壁上加工有齿条段701，刀臂靠近其转动端上设置有与齿条段相互啮合的齿轮段501，活塞7滑动过程中通过齿条段701配合齿轮段501的相互作用推动刀臂5的展开，沿活塞5滑动方向开设有贯穿活塞的活塞通孔以便于连通位于活塞两侧的抽渣孔8，活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上安装有用于密封活塞通孔的水压动力装置，水压动力装置将抽渣孔隔离为两段，水压动力装置上开设有连通活塞通孔和抽渣孔8的进水口，进水口的直径小于抽渣孔8的直径，冷却水从抽渣钻杆连接头3上抽渣孔8通过进水口后从抽渣钻头连接头4上的抽渣孔8排出，抽渣水从抽渣钻头连接头上的抽渣孔进入通过进水口从抽渣钻杆连接头上抽渣孔排出，在钻孔过程中，通入低压冷却水，该低压是指低于设定压力，设定的压力是指通入的冷却水能够推动水压动力装置带动活塞运动的最小压力，在低压状态下，冷却水从进水口进入冷却钻头，实现钻孔，当需要扩孔时，通过加大压力，使得水压达到设定值，此时水压推动水压动力装置带动活塞运动，活塞上设置的齿条段与刀臂上齿轮段配合，将活塞的往复运动转换为刀臂的转动，从而实现刀臂的打开，当需要将抽渣水排出时，只需要控制冷却水泵开始抽渣即可，抽渣水即可反向排出。
如图1中所述的水压动力装置采用封堵头2，封堵头2通过螺纹连接的方式固定在在活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上，在封堵头2上开设有封堵头进水口201，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对封堵头产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开，当抽渣时，抽渣水依然从封堵头进水口反向流出。
如图2中所述的水压动力装置采用相互配合的两个半圆形的阀片9，两个阀片9的其中直径位置安装有销轴10，通过销轴10转动安装在活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上，在每个阀片上开设有阀片进水口901，冷却水推动阀片9转动后盖设在活塞7上，冷却水通过阀片进水口在抽渣孔内流动，在钻孔过程中，冷却水水压降低，此时冷却水推动阀片转动，阀片盖设在活塞7上，受到活塞7的阻挡后，冷却水从阀片进水口进入，实现冷却，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对阀片9产生作用力超过了活塞的静摩擦力，此时推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂5展开，抽渣水在抽渣孔内流动过程中，抽渣水推动阀片反向转动脱离活塞从而实现抽渣水在抽渣孔中流动。
如图2一般分为三种工作状态，打钻状态，扩孔状态和抽渣状态：
1、当进行打钻作业时，即为处于打钻状态下，抽渣钻杆连接头3的一端通入冷却水，冷却水推动阀片9转动盖设在活塞7上，由于此时冷却水对阀片9的作用力小于活塞7的静摩擦力，此时活塞7不运动，冷却水从阀片进水口901流入后在抽渣孔中流动，然后对钻头进行冷却；
2、当进行扩孔作业时，即为处于扩孔状态下，抽渣钻杆连接头3的一端通入高压冷却水，高压冷却水推动阀片9转动盖设在活塞7上，由于此时冷却水对阀片9的作用力大于活塞7的静摩擦力，活塞7开始滑动，通过活塞上的齿条段与刀臂上5的齿轮段配合将刀臂打开，从而实现扩孔；
3、当进行抽渣作业时，抽渣钻杆连接头反向进行抽取，此时抽渣水，在抽取作用力下，从抽渣孔中反向流动，推动阀片反向转动脱离活塞从而实现抽渣水在抽渣孔中流动，以便于进行抽渣作业。
本实用新型所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本实用新型所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本实用新型所保护的范围内。
Claims (5)
1.一种抽渣机械扩孔钻头，包括钻头体，钻头体的其中一端连接有抽渣钻杆连接头，钻头体的另一端连接有抽渣钻头连接头，依次贯穿抽渣钻头连接头、钻头体和抽渣钻杆连接头开设有抽渣孔，冷却水自抽渣孔靠近抽渣钻杆连接头的一端进入从抽渣钻头连接头一端流出，抽渣水从抽渣孔靠近抽渣钻头连接头一端进入后从抽渣钻头连接头的一端排出，其特征在于：所述的钻头体上设置有初始状态存储于钻头体外壁中的刀臂，刀臂靠近抽渣钻杆连接头的一端转动安装在钻头体上，钻头体的抽渣孔内滑动安装有活塞，活塞靠近刀臂转动端的侧壁上加工有齿条段，刀臂靠近其转动端上设置有与齿条段相互啮合的齿轮段，活塞滑动过程中通过齿条段配合齿轮段的相互作用推动刀臂的展开，沿活塞滑动方向开设有贯穿活塞的活塞通孔以便于连通位于活塞两侧的抽渣孔，活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上安装有用于密封活塞通孔的水压动力装置，水压动力装置将抽渣孔隔离为两段，水压动力装置上开设有连通活塞通孔和抽渣孔的进水口，进水口的直径小于抽渣孔的直径，冷却水从抽渣钻杆连接头上抽渣孔通过进水口后从抽渣钻头连接头上的抽渣孔排出，抽渣水从抽渣钻头连接头上的抽渣孔进入通过进水口从抽渣钻杆连接头上抽渣孔排出，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对水压动力装置产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开。
2.根据权利要求1所述的一种抽渣机械扩孔钻头，其特征在于：所述的水压动力装置采用封堵头，封堵头固定在活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上，在封堵头上开设有封堵头进水口，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对封堵头产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开。
3.根据权利要求1所述的一种抽渣机械扩孔钻头，其特征在于：所述的水压动力装置采用相互配合的阀片，阀片转动安装在活塞靠近抽渣钻杆连接头的一端上，在阀片上开设有阀片进水口，冷却水推动阀片转动后盖设在活塞上，冷却水通过进水口在抽渣孔内流动，当冷却水压力达到设定值时，冷却水对阀片产生作用力推动活塞运动，活塞通过齿条段和齿轮段配合将刀臂展开，抽渣水在抽渣孔内流动过程中推动阀片反向转动脱离活塞从而实现抽渣水在抽渣孔中流动。
4.根据权利要求1所述的一种抽渣机械扩孔钻头，其特征在于：所述的抽渣钻头连接头、钻头体和抽渣钻杆连接头通过螺纹配合依次连接。
5.根据权利要求1所述的一种抽渣机械扩孔钻头，其特征在于：所述的钻头体上开设有刀臂安装腔，刀臂转动安装在刀臂安装腔内。
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| CN116696241A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-09-05 | 陕西星通石油工程技术有限公司 | 一种在线监测型pdc钻头 |
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Address after: 467000 North Ring Road South, Xinhua District, Pingdingshan City, Henan Province (West of Industrial Park Road, Xinhua District) Patentee after: Tiefulai Equipment Manufacturing Group Co.,Ltd. Address before: 467000 North Ring Road South, Xinhua District, Pingdingshan City, Henan Province (West of Industrial Park Road, Xinhua District) Patentee before: HENAN TIEFULAI EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd. |
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