CN212154641U - 一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大孔径钻孔技术领域，尤其为一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，包括大孔径空心钻杆，所述大孔径空心钻杆的顶端内侧固定连接有固定铁块，所述固定铁块的底端外侧固定连接有大功率自锁伸缩杆，所述大功率自锁伸缩杆的伸缩主轴末端固定连接有滑动耐磨铁块，所述滑动耐磨铁块的前后两端外侧均滑动连接有耐磨滑动槽，且耐磨滑动槽的一端外侧与大孔径空心钻杆的一端内壁面固定连接，所述滑动耐磨铁块的一端内侧固定连接有大功率电机，所述大功率电机的主轴末端固定连接有金刚石导向钻杆，本实用新型中，通过设置的大扭矩电机、齿轮、大孔径钻头、卡块，可以实现装置可以更好的穿越巨厚含水层。

Description

一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置

技术领域

本实用新型涉及大孔径钻孔技术领域，具体为一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置。

背景技术

根据矿井开拓布局以及排水需要，矿井有时需要从地面打设专用直排钻孔用于矿井排水管路的布置，对于部分矿区来讲，从地面打设贯通至井下巷道，会遇到复杂的地质条件，尤其是洛河组地层，洛河组地层分布广泛、厚度大，岩层主要为棕红色中粗粒砂岩和砾岩组成，胶结比较松散，地层中夹多层砾岩，砾岩成分主要为花岗岩、石英岩及其他变质岩，砾径在100～200mm，可钻性差，在该地层施工时非常困难，随着社会的发展，对矿井开拓的应用愈加广泛，因此，对一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置的需求日益增长。

作为含水层，洛河组地层含水丰富，钻进施工时泥浆性能多变且难以维护，使用的泥浆粘度过高，孔壁泥皮厚而强度低，在地层压力、起下钻过程中抽吸力和冲击力的作用下，泥皮大面积脱落，多次造成起、下钻遇阻现象，泥浆粘度过低时，又造成了失水量增大、泥浆漏失和孔壁坍塌掉块等，孔内难以形成稳定的泥皮保护孔壁，洛河组地层的砂岩、砾岩成交互层状出现，岩层软硬不均，需频繁更换钻头，不仅钻探工艺复杂，而且极易造成钻孔弯曲、钻具折断、脱扣等孔内事故，因此，针对上述问题提出一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，包括大孔径空心钻杆，所述大孔径空心钻杆的顶端内侧固定连接有固定铁块，所述固定铁块的底端外侧固定连接有大功率自锁伸缩杆，所述大功率自锁伸缩杆的伸缩主轴末端固定连接有滑动耐磨铁块，所述滑动耐磨铁块的前后两端外侧均滑动连接有耐磨滑动槽，且耐磨滑动槽的一端外侧与大孔径空心钻杆的一端内壁面固定连接，所述滑动耐磨铁块的一端内侧固定连接有大功率电机，所述大功率电机的主轴末端固定连接有金刚石导向钻杆，所述大孔径空心钻杆的底端内侧固定连接有大扭矩电机。

优选的，所述大扭矩电机的主轴末端固定连接有齿轮，所述齿轮的一端外侧啮合连接有齿牙，所述齿牙的一端外侧固定连接有大孔径钻头，且大孔径钻头的一端外侧与大孔径空心钻杆的底端内侧转动连接。

优选的，所述大孔径钻头的顶端内侧固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的主轴末端固定连接有限位滑动块，且限位滑动块的一端外侧与大孔径钻头的顶端内侧滑动连接。

优选的，所述限位滑动块的一端外侧固定连接有卡块，且卡块的一端外侧与大孔径钻头的一端内侧滑动连接，且卡块的一端外侧与大孔径空心钻杆的底端内侧卡合连接，所述大孔径钻头的底端外侧固定连接有金刚石钻头。

优选的，所述大扭矩电机的数量为6个，且大扭矩电机均匀的分布在大孔径空心钻杆的底端内侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过设置的大扭矩电机、齿轮、大孔径钻头、卡块，可以实现装置可以更好的穿越巨厚含水层，通过大孔径空心钻杆可以带动大孔径钻头从而带动金刚石钻头转动，通过对大孔径空心钻杆施加向下的压力并转动可以钻动穿越正常的地质，当遇到砾岩层的时候，可以降低对大孔径空心钻杆向下的压力，通过移动卡块可以使大孔径钻头自由的转动，通过大扭矩电机带动齿轮转动，使齿轮带动齿牙从而使大孔径钻头高速的转动，低压力高速转动可以将砾岩层中的各种岩石进行磨钻，避免大孔径空心钻杆插入地中较深难以快速转动的情况，大孔径钻头与地质内接触的压力面较小，可以高速转动。

2、本实用新型中，通过设置的金刚石导向钻杆、滑动耐磨铁块、大功率自锁伸缩杆、耐磨滑动槽，可以实现装置可以为大孔径空心钻杆的钻孔工作进行导向，避免大孔径空心钻杆工作中因地质密度不同导致弯曲打偏的情况，大孔径空心钻杆插入地中较深受到的压力面积非常大，让大孔径空心钻杆只能以较低的速度转动，大孔径空心钻杆的孔径较大，同一转动钻动面的面积也较大，同时遇到不同密度的地质结构的概率较大，容易使大孔径空心钻杆因钻动面密度不同导致偏离中心，通过金刚石导向钻杆高速转动可以避免接触过多不同密度的地质，可以更好的在中心进行钻孔导向，并且可以调节金刚石导向钻杆的上下移动，可以使装置更好的适应不同的地质来保证工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型滑动耐磨铁块的安装结构俯视图；

图3为本实用新型图1的A处结构示意图。

图中：1-大孔径空心钻杆、2-固定铁块、3-大功率自锁伸缩杆、4-滑动耐磨铁块、5-耐磨滑动槽、6-大功率电机、7-金刚石导向钻杆、8-大扭矩电机、9-齿轮、10-齿牙、11-大孔径钻头、12-电动伸缩杆、13-限位滑动块、14-卡块、15-金刚石钻头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，包括大孔径空心钻杆1，大孔径空心钻杆1的顶端内侧固定连接有固定铁块2，这种设置可以使固定铁块2将大功率自锁伸缩杆3进行固定，固定铁块2的底端外侧固定连接有大功率自锁伸缩杆3，大功率自锁伸缩杆3的伸缩主轴末端固定连接有滑动耐磨铁块4，这种设置可以使大功率自锁伸缩杆3带动滑动耐磨铁块4移动，滑动耐磨铁块4的前后两端外侧均滑动连接有耐磨滑动槽5，这种设置可以通过耐磨滑动槽5使滑动耐磨铁块4更加稳定的移动，不会出现转动的情况，且耐磨滑动槽5的一端外侧与大孔径空心钻杆1的一端内壁面固定连接，滑动耐磨铁块4的一端内侧固定连接有大功率电机6，大功率电机6的主轴末端固定连接有金刚石导向钻杆7，这种设置可以使大功率电机6带动金刚石导向钻杆7转动，大孔径空心钻杆1的底端内侧固定连接有大扭矩电机8。

大扭矩电机8的主轴末端固定连接有齿轮9，这种设置可以使大扭矩电机8带动齿轮9转动，齿轮9的一端外侧啮合连接有齿牙10，齿牙10的一端外侧固定连接有大孔径钻头11，这种设置可以使齿轮9通过齿牙10带动大孔径钻头11转动，且大孔径钻头11的一端外侧与大孔径空心钻杆1的底端内侧转动连接，大孔径钻头11的顶端内侧固定连接有电动伸缩杆12，电动伸缩杆12的主轴末端固定连接有限位滑动块13，这种设置可以使电动伸缩杆12带动限位滑动块13移动，且限位滑动块13的一端外侧与大孔径钻头11的顶端内侧滑动连接，限位滑动块13的一端外侧固定连接有卡块14，这种设置可以使限位滑动块13带动卡块14移动，且卡块14的一端外侧与大孔径钻头11的一端内侧滑动连接，且卡块14的一端外侧与大孔径空心钻杆1的底端内侧卡合连接，大孔径钻头11的底端外侧固定连接有金刚石钻头15，这种设置可以通过金刚石钻头15进行钻动工作，大扭矩电机8的数量为6个，且大扭矩电机8均匀的分布在大孔径空心钻杆1的底端内侧，这种设置可以使多个大扭矩电机8可以让大孔径钻头11更快速有力的转动。

工作流程：本装置在使用前需要先通过外接电源进行供电，通过大孔径空心钻杆1可以带动大孔径钻头11从而带动金刚石钻头15转动，通过对大孔径空心钻杆1施加向下的压力并转动可以钻动穿越正常的地质，当遇到砾岩层的时候，可以降低对大孔径空心钻杆1向下的压力，通过给电动伸缩杆12反向通电，可以使电动伸缩杆12收缩带动限位滑动块13移动，从而使限位滑动块13带动卡块14移动，使卡块14移动与大孔径空心钻杆1分离，没有了卡块14的卡合限位，可以使大孔径钻头11与大孔径空心钻杆1之间可以自由的转动，通过给大扭矩电机8通电，使大扭矩电机8通电后带动齿轮9转动，使齿轮9转动带动齿牙10移动，使齿牙10带动大孔径钻头11高速转动，使大孔径钻头11带动金刚石钻头15以低压力高速转动可以将砾岩层中的各种岩石进行磨钻，避免大孔径空心钻杆1插入地中较深难以快速转动的情况，大孔径钻头11与地质内接触的压力面较小，可以高速转动，巨厚含水层密度分布不均，大孔径空心钻杆1工作中因地质密度不同导致弯曲打偏的情况，大孔径空心钻杆1插入地中较深受到的压力面积非常大，让大孔径空心钻杆1只能以较低的速度转动，大孔径空心钻杆1的孔径较大，同一转动钻动面的面积也较大，同时遇到不同密度的地质结构的概率较大，容易使大孔径空心钻杆1因钻动面密度不同导致偏离中心，通过金刚石导向钻杆7高速转动可以避免接触过多不同密度的地质，可以更好的在中心进行钻孔导向，通过大功率自锁伸缩杆3可以使金刚石导向钻杆7伸长或者缩短，通过给大功率自锁伸缩杆3正向通电，可以使大功率自锁伸缩杆3伸长带动滑动耐磨铁块4在耐磨滑动槽5内侧进行向下滑动，滑动耐磨铁块4会带动大功率电机6从而带动金刚石导向钻杆7向下移动，可以使装置更好的适应不同的地质来保证工作效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，包括大孔径空心钻杆(1)，其特征在于：所述大孔径空心钻杆(1)的顶端内侧固定连接有固定铁块(2)，所述固定铁块(2)的底端外侧固定连接有大功率自锁伸缩杆(3)，所述大功率自锁伸缩杆(3)的伸缩主轴末端固定连接有滑动耐磨铁块(4)，所述滑动耐磨铁块(4)的前后两端外侧均滑动连接有耐磨滑动槽(5)，且耐磨滑动槽(5)的一端外侧与大孔径空心钻杆(1)的一端内壁面固定连接，所述滑动耐磨铁块(4)的一端内侧固定连接有大功率电机(6)，所述大功率电机(6)的主轴末端固定连接有金刚石导向钻杆(7)，所述大孔径空心钻杆(1)的底端内侧固定连接有大扭矩电机(8)。

2.根据权利要求1所述的一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，其特征在于：所述大扭矩电机(8)的主轴末端固定连接有齿轮(9)，所述齿轮(9)的一端外侧啮合连接有齿牙(10)，所述齿牙(10)的一端外侧固定连接有大孔径钻头(11)，且大孔径钻头(11)的一端外侧与大孔径空心钻杆(1)的底端内侧转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，其特征在于：所述大孔径钻头(11)的顶端内侧固定连接有电动伸缩杆(12)，所述电动伸缩杆(12)的主轴末端固定连接有限位滑动块(13)，且限位滑动块(13)的一端外侧与大孔径钻头(11)的顶端内侧滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，其特征在于：所述限位滑动块(13)的一端外侧固定连接有卡块(14)，且卡块(14)的一端外侧与大孔径钻头(11)的一端内侧滑动连接，且卡块(14)的一端外侧与大孔径空心钻杆(1)的底端内侧卡合连接，所述大孔径钻头(11)的底端外侧固定连接有金刚石钻头(15)。

5.根据权利要求1所述的一种大孔径钻孔穿越巨厚含水层施工装置，其特征在于：所述大扭矩电机(8)的数量为6个，且大扭矩电机(8)均匀的分布在大孔径空心钻杆(1)的底端内侧。

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