CN212803128U - 煤矿井下用夹持式造扣打捞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，包括打捞套组件以及安装于打捞套组件内的造扣组件，打捞套组件具有一中心轴线，所述造扣组件包括绕中心轴线按圆周阵列布置的至少两片造扣卡瓦以及驱动组件，所述驱动组件可驱动各造扣卡瓦径向相对靠近以卡紧待被打捞钻具；本实用新型的打捞钻头具有打捞夹持和造扣双重功能，可用于造扣和套铣打捞，另外可大大降低了套取待被打捞钻具端部的难度，提高了钻具打捞的成功率。

Description

煤矿井下用夹持式造扣打捞装置

技术领域

本实用新型涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种煤矿井下用夹持式造扣打捞装置。

背景技术

煤矿井下钻孔施工时经常因地层复杂而发生断钻杆事故，为挽回因掉钻所造成的经济损失，现场施工多数要进行打捞作业。其中，打捞钻头是打捞作业的核心设备，是打捞成败的关键工具。目前国内外打捞方式主要分以下几大类：公母锥打捞，用于螺纹直接造扣打捞，打捞困难，成功率较低；套铣打捞，主要沿着钻杆套铣，通过打捞钻头内部台肩卡住孔内钻具凸起部分，实现钻杆的捞取，主要针对定向孔打捞，应用范围窄，且成功率低；打捞筒打捞，捞取时常出现捞取脱落现象，成功率同样不高。

有鉴于上述打捞方式所用打捞钻头在打捞时存在着一些问题，需要一种煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，降低了套取断落钻具端部的难度，提高了打捞钻具的成功率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，降低了套取断落钻具端部的难度，提高了打捞钻具的成功率。

本实用新型的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，包括打捞套组件以及安装于打捞套组件内的造扣组件，打捞套组件具有一中心轴线，所述造扣组件包括绕中心轴线按圆周阵列布置的至少两片造扣卡瓦以及驱动组件，所述驱动组件可驱动各造扣卡瓦径向相对靠近以卡紧待被打捞钻具。

进一步，所述造扣卡瓦内侧面具有沿轴向排列的若干排切削齿，所述各排切削齿由轴向从前向后高度递增。

进一步，所述打捞套组件内壁具有沿轴向倾斜的滑槽，所述滑槽槽底沿轴向从前向后向径向远离中心轴线的方向倾斜，所述造扣卡瓦以沿滑槽倾斜方向滑动的方式安装于滑槽内，所述驱动组件包括弹性件，所述弹性件具有使造扣卡瓦轴向向前滑动的弹性力。

进一步，所述打捞套组件包括接头套和与接头套前端部连接的钻头体套，所述接头套内圆具有凸出形成的定位肩，所述滑槽开设于钻头体套内壁，所述弹性件设置于定位肩和造扣卡瓦之间并为造扣卡瓦提供有使其轴向向前滑动的弹性力。

进一步，所述打捞套组件还包括导向套，所述导向套连接于钻头体套前端部。

进一步，所述钻头体套上可拆卸设置有定位件，所述定位件位于造扣卡瓦轴向远离弹性件一端用于对造扣卡瓦滑动形成轴向限位。

进一步，所述导向套内圆直径大于钻头体套内圆直径，所述钻头体套轴向前端部具有前大后小的锥形导向斜面，所述导向斜面前端延伸至导向套内圆处且不高于导向套内圆。

进一步，所述驱动组件还包括同步罩，所述定位肩为环形肩，所述同步罩轴向滑动内套于定位肩，所述弹性件外套于同步罩上并对同步罩具有使其轴向向内滑动的弹性力，所述同步罩前端通过弹性件的弹性力压于造扣卡瓦后端部。

进一步，所述同步罩的前端与造扣卡瓦后端部线接触或点接触。

进一步，所述导向套外圆连接有PDC复合片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型该结构的打捞钻头具有打捞夹持和造扣双重功能，可用于造扣和套铣打捞，另外可大大降低了套取待被打捞钻具端部的难度；本实用新型多排切削齿高度成等差阶梯状布置，造扣时，从最高切削刃开始切出单道沟槽，并逐渐切出多道沟槽，便于沟槽的递进切出，切削齿用于在待被打捞钻具表面切出沟槽并勾住断落钻杆，该结构造扣简易，切削能力强，通过多排切削齿使得夹持造扣性能可靠，防止在退钻过程中待打捞钻杆松脱，利于退钻取出待被打捞钻具，提高了钻具打捞的成功率；

本实用新型中滑槽配合造扣卡瓦形成了斜锲式夹持机构，造扣卡瓦在滑槽中滑移实现两个造扣卡瓦径向打开和收拢，打捞钻具时，钻具从打捞套组件前端部进入，且可轴向推动造扣卡瓦使得造扣卡瓦沿滑槽斜向下滑动使得两个造扣卡瓦径向打开，当钻具进入至两个造扣卡瓦之间时，弹性件推动造扣卡瓦沿滑槽斜向上滑动，两个造扣卡瓦径向相互靠近合拢，对钻具表面施加夹持预紧力，拉打捞钻头使得造扣卡瓦形成斜锲自锁，可实现深度造扣，直至实现打捞钻杆与孔内待打捞钻杆的造扣固连，该结构打捞操作简单，降低了工人的劳动强度，并可形成良好的造扣固连，利于提高打捞成功率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型内部结构示意图；

图3为图2的局部放大结构示意图；

图4为图1的径向剖视结构示意图；

具体实施方式

图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型内部结构示意图；图3为图2的局部放大结构示意图；图4为图1的径向剖视结构示意图；

如图所示：本实施例的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，包括打捞套组件以及安装于打捞套组件内的造扣组件，打捞套组件具有一中心轴线，所述造扣组件包括绕中心轴线按圆周阵列布置的至少两片造扣卡瓦1以及驱动组件，所述驱动组件可驱动各造扣卡瓦径向相对靠近以卡紧待被打捞钻具。待被打捞钻具是指遗落在钻孔内需要被打捞的钻具，结合图1所示，打捞套组件整体为圆形套，造扣卡瓦具有内圆面，造扣卡瓦优选硬质合金材料，本实施例中设置有两片造扣卡瓦，两片造扣卡瓦径向相对，造扣卡瓦的数量可依据实际使用情况调整，具体不再赘述；其中驱动组件可直接驱动造扣卡瓦径向滑动以相互靠近夹持于打捞钻具外圆处，驱动组件也可驱动造扣卡瓦轴向滑动，其中造扣卡瓦配合斜面滑动发生径向位移，具体不再赘述；该结构将打捞套组件与打捞钻杆连接，并通过钻机将打捞钻杆连同整个打捞钻头送入至钻孔内，使得打捞钻头位于钻具断落处或孔内钻具凸起处，并套取断落钻具端部或孔内钻具凸起上，使得现有的待被打捞钻具位于两个造扣卡瓦之间，而后驱动造扣卡瓦相互靠近对待被打捞钻具形成夹持结构，以勾住断落的钻杆或直接套住钻具凸起，而后通过钻机退杆，拉出孔内待被打捞钻具，该结构的打捞钻头具有打捞夹持和造扣双重功能，可用于造扣和套铣打捞，另外可大大降低了套取待被打捞钻具端部的难度，提高了钻具打捞的成功率。

本实施例中，所述造扣卡瓦内侧面具有沿轴向排列的若干排切削齿1a，所述各排切削齿由轴向从前向后高度递增。轴向方向均以打捞套组件中心轴线为基准，轴向前侧为打捞套组件送至钻孔内前进方向一侧，轴向后侧为与轴向前侧相反一侧，造扣卡瓦的内侧面为径向靠近打捞套组件中心轴线一侧，切削齿优选向外倾斜的倒钩结构，本实施例中每块造扣卡瓦内表面加工有三排切削齿，每排沿周向布置有若干个切削齿，切削齿端部可设置为刀刃状，切削齿的排数可依据实际使用情况调整，具体不再赘述；三排切削齿高度成等差阶梯状布置，造扣时，从最高切削刃开始切出单道沟槽，并逐渐切出三道沟槽，便于沟槽的递进切出，切削齿用于在待被打捞钻具表面切出沟槽并勾住断落钻杆，该结构造扣简易，切削能力强，通过多排切削齿使得夹持造扣性能可靠，防止在退钻过程中待打捞钻杆松脱，利于退钻取出待被打捞钻具，提高了钻具打捞的成功率。

本实施例中，所述打捞套组件内壁具有沿轴向倾斜的滑槽2，所述滑槽槽底沿轴向从前向后向径向远离中心轴线的方向倾斜，所述造扣卡瓦以沿滑槽倾斜方向滑动的方式安装于滑槽内，所述驱动组件包括弹性件3，所述弹性件具有使造扣卡瓦轴向向前滑动的弹性力。造扣卡瓦与斜槽槽底配合面呈与滑槽适配的斜面结构，滑槽可以为T型槽、燕尾槽等结构，其中造扣卡瓦为与滑槽适配的结构以实现造扣卡瓦与滑槽的单自由度滑动配合，本实施例中滑槽采用T型斜槽，滑槽配合造扣卡瓦形成的斜锲式夹持机构，造扣卡瓦在T型槽中滑移实现两个造扣卡瓦径向打开和收拢，本实施例弹性件采用圆柱螺旋弹簧，也可采用碟片弹簧或波形弹簧等弹性结构，打捞钻具时，钻具从打捞套组件前端部进入，且可轴向推动造扣卡瓦使得造扣卡瓦沿滑槽斜向下滑动，两个造扣卡瓦径向打开，当钻具进入至两个造扣卡瓦之间时，弹性件推动造扣卡瓦沿滑槽斜向上滑动，两个造扣卡瓦径向相互靠近合拢，对钻具表面施加夹持预紧力，驱动打捞钻头旋转后通过切削齿可在待被打捞钻具表面造出浅槽，然后退杆拉打捞钻头使得造扣卡瓦形成斜锲自锁，以继续实现深度造扣，直至实现打捞钻杆与孔内待打捞钻杆的造扣固连，提拉打捞钻杆即可实现待打捞钻杆的打捞，该结构打捞操作简单，降低了工人的劳动强度，并可形成良好的造扣固连，利于提高打捞成功率。

本实施例中，所述打捞套组件包括接头套4和与接头套前端部连接的钻头体套5，所述接头套内圆具有凸出形成的定位肩4a，所述滑槽2开设于钻头体套内壁，所述弹性件设置于定位肩和造扣卡瓦之间并为造扣卡瓦提供有使其轴向向前滑动的弹性力。结合图1所示，接头套后端部具有用于与打捞钻杆连接的内螺纹接口，接头套前端部同样具有内螺纹结构，钻头体套前端部具有用于与接头套前端连接的外螺纹接口，弹性件的后端部抵在定位肩上，弹性件的前端部抵在造扣卡瓦的后端部，弹性件处于预压缩状态，通过弹性件作为驱动造扣卡瓦的动力件，其无需与外部设备液压连接或者电连接，利于驱动组件的布置，减少了外接线路，利于整个打捞钻头送至钻孔内实现打捞操作。

本实施例中，所述打捞套组件还包括导向套6，所述导向套连接于钻头体套前端部。导向套后端内套于钻头体套前端并通过焊接连接，其中接头套4、钻头体套5以及导向套6三者同轴设置，导向套用作打捞钻头沿着孔壁切削时导向，以及用作套取钻杆端部的导向；其中导向套先置入孔内，用作打捞钻头沿孔壁切削钻进送入的导向，直至打捞钻头到达孔内待被打捞钻具的位置，此时，导向套作为待被打捞钻具端部引入段，实现对待被打捞钻具端部的套取。

本实施例中，所述钻头体套5上可拆卸设置有定位件7，所述定位件位于造扣卡瓦轴向远离弹性件一端用于对造扣卡瓦滑动形成轴向限位。本实施例中定位件采用定位销，钻头体套上开设有销孔，定位销贯穿于销孔内，定位销内端部位于滑槽内并稍低于造扣卡瓦的内圆，定位销位于造扣卡瓦的前侧，弹性件位于造扣卡瓦的后侧，其中造扣卡瓦轴向滑动行程通过定位件以及滑槽后侧的侧壁控制，通过该结构利于使得弹性件保持一定预压缩弹性力，并可对造扣卡瓦的滑动行程限位。

本实施例中，所述导向套内圆直径大于钻头体套5内圆直径，所述钻头体套轴向前端部具有前大后小的锥形导向斜面8，所述导向斜面前端延伸至导向套内圆处且不高于导向套内圆。导向斜面前端设置结构可避免待打捞钻杆与导向斜面干涉，利于为待打捞钻杆提供良好的导向效果，保证待打捞钻杆可进入至造扣卡瓦围成的空间内，导向套较大的内圆直径可形成良好的导向效果，同时也利于套取待被打捞钻具，提高打捞成功率；钻头体套5内圆直径小于导向套内径并略大于待被打捞钻具的外径，使得造扣卡瓦可对待被打捞钻具稳定和可靠的夹持力，利于切削齿在待打捞钻杆外圆表面切出沟槽的并勾住断落钻杆。

本实施例中，所述驱动组件还包括同步罩9，所述定位肩为环形肩，所述同步罩轴向滑动内套于定位肩，所述弹性件外套于同步罩上并对同步罩具有使其轴向向内滑动的弹性力，所述同步罩前端通过弹性件的弹性力压于造扣卡瓦后端部。结合图3所示，同步罩前端部具有轴肩，弹性件两端分别抵在该轴肩处以及定位肩处，造扣卡瓦的同步运动由弹性件和同步罩控制，同步罩采用塑料或者金属等近似刚性材质，通过同步罩作用于造扣卡瓦上，可保证造扣卡瓦发生径向相对位移时，弹性件的稳定性，避免弹性件受到径向作用力侧倾。

本实施例中，所述同步罩的前端与造扣卡瓦后端部线接触或点接触。结合图3所示，同步罩前端部的轴向截面呈圆弧形，使得同步罩前端与造扣卡瓦后端为线接触结构，以减小造扣卡瓦发生径向位移时与同步罩之间的摩擦力，进而减小造扣卡瓦推移时的阻力，利于造扣卡瓦的可靠滑动，当然，同步罩的前端可沿轴向形成若干个球形凸起，通过球形凸起与卡瓦后端部形成多点接触，具体不再赘述；

本实施例中，所述导向套外圆连接有PDC复合片10。PDC复合片周向钎焊在导向套外圆作为导向套头部的刀片，在随着打捞钻杆旋转给进运动时，切削孔底煤岩，便于整个打捞钻头送入至指定位置。

另外本实施例中还提供了一种煤矿井下卡夹式造扣打捞钻头的使用方法，具体包括以下步骤：

S1：孔内钻具发生断落时，退出孔中可退钻杆，使用打捞钻杆将打捞钻头沿孔壁或孔内钻杆送至钻具断落处或孔内钻具凸起处，并套取断落钻具端部或孔内钻具凸起；

S2：推送打捞钻头，使断落钻具端部或孔内钻具凸起部位挤压造扣卡瓦，使造扣卡瓦张开，并使得断落钻具位于造扣卡瓦之间；

S3：停止推送钻头，在弹性件预紧力、斜锲自锁作用下使得造扣卡瓦夹持于待被打捞钻具上，转动打捞钻头，使造扣卡瓦在断落钻具端部逐渐切出沟槽，直至完全切出多道深浅沟槽，以旋紧断落钻具，或直接套住凸起；

S4：退杆，拉出孔内断落钻具后，向孔方向推打捞钻头，使造扣卡瓦张开，取下打捞钻头，实现孔内断落钻具打捞。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：包括打捞套组件以及安装于打捞套组件内的造扣组件，打捞套组件具有一中心轴线，所述造扣组件包括绕中心轴线按圆周阵列布置的至少两片造扣卡瓦以及驱动组件，所述驱动组件可驱动各造扣卡瓦径向相对靠近以卡紧待被打捞钻具。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述造扣卡瓦内侧面具有沿轴向排列的若干排切削齿，所述各排切削齿由轴向从前向后高度递增。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述打捞套组件内壁具有沿轴向倾斜的滑槽，所述滑槽槽底沿轴向从前向后向径向远离中心轴线的方向倾斜，所述造扣卡瓦以沿滑槽倾斜方向滑动的方式安装于滑槽内，所述驱动组件包括弹性件，所述弹性件具有使造扣卡瓦轴向向前滑动的弹性力。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述打捞套组件包括接头套和与接头套前端部连接的钻头体套，所述接头套内圆具有凸出形成的定位肩，所述滑槽开设于钻头体套内壁，所述弹性件设置于定位肩和造扣卡瓦之间并为造扣卡瓦提供有使其轴向向前滑动的弹性力。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述打捞套组件还包括导向套，所述导向套连接于钻头体套前端部。

6.根据权利要求4所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述钻头体套上可拆卸设置有定位件，所述定位件位于造扣卡瓦轴向远离弹性件一端用于对造扣卡瓦滑动形成轴向限位。

7.根据权利要求5所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述导向套内圆直径大于钻头体套内圆直径，所述钻头体套轴向前端部具有前大后小的锥形导向斜面，所述导向斜面前端延伸至导向套内圆处且不高于导向套内圆。

8.根据权利要求4所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述驱动组件还包括同步罩，所述定位肩为环形肩，所述同步罩轴向滑动内套于定位肩，所述弹性件外套于同步罩上并对同步罩具有使其轴向向内滑动的弹性力，所述同步罩前端通过弹性件的弹性力压于造扣卡瓦后端部。

9.根据权利要求8所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述同步罩的前端与造扣卡瓦后端部线接触或点接触。

10.根据权利要求5所述的煤矿井下用夹持式造扣打捞装置，其特征在于：所述导向套外圆连接有PDC复合片。

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