CN212428591U - 自动解卡钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动解卡钻头，呈阶梯钻结构，包括用于主钻孔的第一钻孔部和用于扩孔的第二钻孔部，第一钻孔部和第二钻孔部之间具有同步转动的扭矩传递结构，第一钻孔部可轴向移动地与第二钻孔部连接，第一钻孔部和第二钻孔部之间设有推动第一钻孔部自动伸出的自复位弹簧；第二钻孔部包括活动刀头和第二钻孔主体，第二钻孔主体上开设有刀头收纳槽，活动刀头铰接在第二钻孔主体上，活动刀头能够向内翻转藏匿在所述刀头收纳槽内，活动刀头还能够由第一钻孔部回退推压向外摆动而形成扩孔状态。本实用新型的有益效果是，钻头呈阶梯钻结构，且扩孔部分呈活动结构，扩孔刀头可由孔壁阻力使其回收，其结构简单、功能可靠，适用范围广。

Description

自动解卡钻头

技术领域

本实用新型涉及地下煤层瓦斯抽采技术，具体涉及一种瓦斯抽采钻孔用的自动解卡钻头。

背景技术

钻孔是煤矿瓦斯抽采瓦斯的主要方法，钻孔主要采用常规钻头施工，个别松软煤岩中采用变径钻头即伸缩钻头施工钻孔。采用常规钻头施工钻孔，在稳定性较好的煤岩层中效果较好，在稳定性差的煤岩层中施工，容易因煤岩松软垮孔导致排粉不畅，钻头被卡死，丢失钻具，报废钻孔的事故，目前处理孔内卡钻事故一般采取反复强行来回拖动钻具，专用工具打捞钻具的方法；反复强行来回拖动钻具处理卡钻事，只能用于轻微卡钻，钻具未卡死，一旦钻具被卡死，采用此方法不但没有效果，反而会把钻具拉断，造成钻具丢失，钻孔报废；专用工具打捞被卡钻具不但工序复杂，效率很低，同时也常常因为钻具被卡死而折断钻具，报废钻孔。采用变径钻头施工，由于当前的变径钻头结构复杂，强度低，只适合在稳定的不含结核和无地质变化的松软煤岩中施工，否则就容易导致钻头损坏，报废钻孔；而煤矿的煤层赋存千变万化，极不稳定，煤层中常常含有大量的结抬和断层、薄化遇岩石，因此目前的变径钻头也不能适应松软煤岩层中施工钻孔。因此，研究一种既适应在坚硬煤岩层中钻孔、又适应在松软煤岩层钻孔的自动解卡钻头是煤矿瓦斯抽采钻孔施工急需解决的难题。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中的变径钻头也不能适应松软煤岩层中施工钻孔的不足，提供了一种自动解卡钻头，该钻头呈阶梯钻孔结构，以在发生卡钻时，通过回退过程中孔壁挤压扩孔部分的刀具，使其内收变小，从而轻松退出钻头，达到接触卡钻的目的。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种自动解卡钻头，呈阶梯钻结构，包括用于主钻孔的第一钻孔部和用于扩孔的第二钻孔部，第一钻孔部和第二钻孔部之间具有同步转动的扭矩传递结构，第一钻孔部可轴向移动地与第二钻孔部连接，第一钻孔部和第二钻孔部之间设有推动第一钻孔部自动伸出的自复位弹簧；第二钻孔部包括活动刀头和第二钻孔主体，第二钻孔主体上开设有刀头收纳槽，活动刀头铰接在第二钻孔主体上，活动刀头能够向内翻转藏匿在所述刀头收纳槽内，活动刀头还能够由第一钻孔部回退推压向外摆动而形成扩孔状态。

采用前述技术方案的本实用新型钻头，由第一钻孔部和用于扩孔的第二钻孔部形成两级阶梯钻结构，由于处于第二级的扩孔钻的活动刀头铰接在第二钻孔主体上；第一钻孔部在钻进阻力作用下后退，用于推动活动刀头打开，达到扩孔工作状态；当出现卡钻现象时，通过外力向外拉拔钻头使其整体回退，活动刀头在已钻孔孔壁作用下，呈向内回收式的偏摆，第一钻孔部在自复位弹簧作用下向前伸出，活动刀头失去打开推压动力，并持续回缩偏摆，从而解除卡钻状态。其结构简单，解卡功能可靠，既适应在坚硬煤岩层中钻孔、又适应在松软煤岩层钻孔，其应用范围广，地质条件适应能力强。

优选的，所述第一钻孔部和第二钻孔部之间具有同步转动连接关系通过六方柱孔配合关系形成同步转动的扭矩传递结构。通过简单的棱面配合结构实现扭矩传递，可利用螺纹紧固件六角头和内六角的加工方式或设备，方便地实现加工生产，降低制造和使用成本。

优选的，所述第一钻孔部和第二钻孔部通过限位柱与限位槽配合，限定第一钻孔部伸出的极限位置。通过简单的结构实现第一钻孔部伸出极限位置的限定，确保自由状态下，第一钻孔部和第二钻孔部可靠连接。

优选的，所述第一钻孔部呈T字形结构，第一钻孔部的T字形杆部与第二钻孔主体的延伸管套形成所述扭矩传递结构；T字形杆部中间形成弹簧安装孔；所述第二钻孔主体前端具有伸入所述弹簧安装孔的伸入段；所述自复位弹簧两端分别抵接在伸入段前端面和弹簧安装孔的孔底。以形成紧凑的结构布局，确保钻孔方便。

进一步优选的，所述第二钻孔主体呈中空结构，第二钻孔主体的中部通孔构成主进水孔，第二钻孔主体上还设有扩孔给水孔，扩孔给水孔的进水端与主进水孔连通，扩孔给水孔的出水端位于活动刀头旁边；所述第一钻孔部包括焊接在前端的多个主钻刀头，第一钻孔部上形成有主钻给水孔，多个主钻给水孔的进水端交汇在弹簧安装孔内，主钻给水孔的出水端位于主钻刀头旁边；主钻给水孔与主进水孔连通。以利用钻头本体形成内冷式钻头结构，同时，冷却水还有助于排渣。

更进一步优选的，所述主钻给水孔通过接长管与所述主进水孔连通；其中，接长管一端焊接固定在弹簧安装孔的孔底，另一端伸入所述主钻给水孔内，并通过O形密封圈形成动密封连接。以确保主钻给水孔内冷却或排渣水流量充足。

更进一步优选的，所述主进水孔的出水口位于弹簧安装孔内；所述第二钻孔主体上的伸入段与所述弹簧安装孔通过O形密封圈形成动密封连接。结构简单，可降低故障率。

更进一步优选的，所述第二钻孔主体上形成有进水接口，进水接口与所述主进水孔连通。以方便地与冷却或排渣水源连接，紧凑结构，并提高操作使用方便性。

本实用新型的有益效果：通过将钻头设置成阶梯钻结构，且扩孔部分呈活动结构，利用钻孔阻力打开扩孔刀头，利用孔壁阻力使扩孔刀头回收，其结构简单、功能可靠，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中第二钻孔部的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，实施例是示例性的，仅用于揭示和解释本实用新型，以便充分理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之内。

参见图1、图2，一种自动解卡钻头，呈阶梯钻结构，包括用于主钻孔的第一钻孔部5和用于扩孔的第二钻孔部，第一钻孔部5和第二钻孔部之间具有同步转动的扭矩传递结构，第一钻孔部5可轴向移动地与第二钻孔部连接，第一钻孔部5和第二钻孔部之间设有推动第一钻孔部5自动伸出的自复位弹簧1；第二钻孔部包括活动刀头2和第二钻孔主体3，第二钻孔主体3上开设有刀头收纳槽，活动刀头2通过铰接销10铰接在第二钻孔主体3上，活动刀头2能够向内翻转藏匿在所述刀头收纳槽内，活动刀头2还能够由第一钻孔部5回退推压向外摆动而形成扩孔状态。

其中，所述第一钻孔部5和第二钻孔部之间具有同步转动连接关系通过六方柱孔配合关系形成同步转动的扭矩传递结构。所述第一钻孔部5和第二钻孔部通过限位柱4与限位槽配合，限定第一钻孔部5伸出的极限位置。所述第一钻孔部5呈T字形结构，第一钻孔部5的T字形杆部与第二钻孔主体3的延伸管套6形成所述扭矩传递结构，延伸管套6焊接固定在第二钻孔主体3上；T字形杆部中间形成弹簧安装孔5a；所述第二钻孔主体3前端具有伸入所述弹簧安装孔5a的伸入段3a；所述自复位弹簧1两端分别抵接在伸入段3a前端面和弹簧安装孔5a的孔底。所述第二钻孔主体3呈中空结构，第二钻孔主体3的中部通孔构成主进水孔3b，第二钻孔主体3上还设有扩孔给水孔3c，扩孔给水孔3c的进水端与主进水孔3b连通，扩孔给水孔3c的出水端位于活动刀头2旁边；所述第一钻孔部5包括焊接在前端的多个主钻刀头5b，第一钻孔部5上形成有主钻给水孔5c，多个主钻给水孔5c的进水端交汇在弹簧安装孔5a内，主钻给水孔5c的出水端位于主钻刀头5b旁边；主钻给水孔5c与主进水孔3b连通。主进水孔3b的出水口位于弹簧安装孔5a内；所述第二钻孔主体3上的伸入段3a与所述弹簧安装孔5a通过第一O形密封圈8形成动密封连接；第二钻孔主体3上形成有进水接口3d，进水接口3d与所述主进水孔3b连通。

本实施例中，主钻给水孔5c还可通过接长管7与所述主进水孔3b连通，用以替代主进水孔3b的出水口位于弹簧安装孔5a内的方案；其中，接长管7一端焊接固定在弹簧安装孔5a的孔底，另一端伸入所述主钻给水孔5c内，并通过第二O形密封圈9形成动密封连接。本方案中，第二钻孔主体3上的伸入段3a与所述弹簧安装孔5a之间的第一O形密封圈8也可保留，以进一步防止冷却水或排渣水泄漏。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动解卡钻头，其特征在于，呈阶梯钻结构，包括用于主钻孔的第一钻孔部(5)和用于扩孔的第二钻孔部，第一钻孔部(5)和第二钻孔部之间具有同步转动的扭矩传递结构，第一钻孔部(5)可轴向移动地与第二钻孔部连接，第一钻孔部(5)和第二钻孔部之间设有推动第一钻孔部(5)自动伸出的自复位弹簧(1)；第二钻孔部包括活动刀头(2)和第二钻孔主体(3)，第二钻孔主体(3)上开设有刀头收纳槽，活动刀头(2)铰接在第二钻孔主体(3)上，活动刀头(2)能够向内翻转藏匿在所述刀头收纳槽内，活动刀头(2)还能够由第一钻孔部(5)回退推压向外摆动而形成扩孔状态。

2.根据权利要求1所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述第一钻孔部(5)和第二钻孔部之间具有同步转动连接关系通过六方柱孔配合关系形成同步转动的扭矩传递结构。

3.根据权利要求1所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述第一钻孔部(5)和第二钻孔部通过限位柱(4)与限位槽配合，限定第一钻孔部(5)伸出的极限位置。

4.根据权利要求1所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述第一钻孔部(5)呈T字形结构，第一钻孔部(5)的T字形杆部与第二钻孔主体(3)的延伸管套(6)形成所述扭矩传递结构；T字形杆部中间形成弹簧安装孔(5a)；所述第二钻孔主体(3)前端具有伸入所述弹簧安装孔(5a)的伸入段(3a)；所述自复位弹簧(1)两端分别抵接在伸入段(3a)前端面和弹簧安装孔(5a)的孔底。

5.根据权利要求4所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述第二钻孔主体(3)呈中空结构，第二钻孔主体(3)的中部通孔构成主进水孔(3b)，第二钻孔主体(3)上还设有扩孔给水孔(3c)，扩孔给水孔(3c)的进水端与主进水孔(3b)连通，扩孔给水孔(3c)的出水端位于活动刀头(2)旁边；所述第一钻孔部(5)包括焊接在前端的多个主钻刀头(5b)，第一钻孔部(5)上形成有主钻给水孔(5c)，多个主钻给水孔(5c)的进水端交汇在弹簧安装孔(5a)内，主钻给水孔(5c)的出水端位于主钻刀头(5b)旁边；主钻给水孔(5c)与主进水孔(3b)连通。

6.根据权利要求5所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述主钻给水孔(5c)通过接长管(7)与所述主进水孔(3b)连通；其中，接长管(7)一端焊接固定在弹簧安装孔(5a)的孔底，另一端伸入所述主钻给水孔(5c)内，并通过0形密封圈形成动密封连接。

7.根据权利要求5所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述主进水孔(3b)的出水口位于弹簧安装孔(5a)内；所述第二钻孔主体(3)上的伸入段(3a)与所述弹簧安装孔(5a)通过0形密封圈形成动密封连接。

8.根据权利要求5所述的自动解卡钻头，其特征在于，所述第二钻孔主体(3)上形成有进水接口(3d)，进水接口(3d)与所述主进水孔(3b)连通。

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