CN213478241U - 一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，包括钻柄、钻身和钻尖，其特征在于：所述钻尖由4个相互对称的分瓣围成圆锥形，所述钻尖中心设置有排渣介质孔，所述钻尖上镶嵌有固定牙齿，所述钻身的侧面设置有沿钻身轴向延伸的排气槽，所述钻身的侧面靠近钻尖的位置分布有能沿径向方向伸缩的伸缩牙齿，所述钻身和钻柄上分别轴向设置有与排渣介质孔联通的中部通气孔以及连接孔。设计合理、结构简单、解决了高地应力、松软突出煤层顺煤层钻孔钻进卡钻与顶钻的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下煤岩瓦斯动力灾害治理装备领域，具体涉及一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，特别涉及一种用于突出松软煤层的顺层钻孔施工防止顶钻和卡钻的钻头。
背景技术
煤炭是我国的主要能源，煤矿平均开采深度已由20世纪80年代的288m增加到目前的700m，最深已突破1500m。进入深部开采后冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩瓦斯动力灾害不断增加，采用顺煤层钻孔施工泄压、预抽煤层瓦斯成为了灾害防治的有效手段。在深部矿井高地应力、高瓦斯条件下，松软煤层的变形导致钻孔钻头被卡，同时钻头被卡时由于煤屑阻塞作用，导致瓦斯及压风排出通道堵塞，产生顶钻现象，造成松软高瓦斯条件下的顺煤层灾害防治钻孔施工困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头。当高地应力及松软煤层钻孔变形时具有防卡钻功能，松软煤层煤屑堵塞钻头排气孔时防止瓦斯及排渣介质顶钻的功能。
本实用新型的技术方案如下：一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，包括钻柄、钻身和钻尖，其特征在于：所述钻尖由4个相互对称的分瓣围成圆锥形，所述钻尖中心设置有排渣介质孔，所述钻尖上镶嵌有固定牙齿，所述钻身的侧面设置有沿钻身轴向延伸的排气槽，所述钻身的侧面靠近钻尖的位置分布有能沿径向方向伸出和缩回钻身上的对应伸缩牙齿安装槽的伸缩牙齿，所述钻身和钻柄上分别轴向设置有与排渣介质孔联通的中部通气孔以及连接孔。
采用上述方案，设置伸缩牙齿，实现了牙齿的可伸缩性，在钻孔不变形时，钻孔由固定牙齿起到切屑作用，伸缩牙齿无切削作业，当在高地应力作用下钻孔变形时，钻孔直径变小，伸缩牙齿遭受挤压力，伸缩牙齿可在一定范围内缩进，不会被卡死，在钻头受卡低速旋转时，伸缩牙齿可实现切削功能，将变形的钻孔直径刷大，最终解决钻孔变形的卡钻。
钻柄设置连接孔(螺纹孔)与钻杆快捷、便利连接，排渣介质通过通气孔、连接孔和排渣介质孔到达孔底。
钻身上设置有排气槽，增加了煤屑、排渣介质及瓦斯气体的排出，解决了以往钻头仅仅依靠钻头边缘与钻孔壁间隙排渣而顶钻的难题。
上述方案中：在所述钻身的侧面设置有沿着径向方向延伸的伸缩牙齿安装槽，所述伸缩牙齿通过弹簧安装在该伸缩牙齿安装槽，当弹簧处于自然伸缩状态时，所述伸缩牙齿部分伸到伸缩牙齿安装槽外，弹簧受到挤压后，所述伸缩牙齿能完全缩回伸缩牙齿安装槽中。伸缩牙齿通过所述弹簧安装于钻身，实现了牙齿的可伸缩性，在钻孔不变形时，钻孔由固定牙齿起到切屑作用，弹簧处于正常长度，伸缩牙齿无切削作业，当在高地应力作用下钻孔变形时，钻孔直径变小，可伸缩牙齿遭受挤压力，弹簧在挤压力作用下处于压缩状态，伸缩牙齿可在一定范围内缩进，不会被卡死，在钻头受卡低速旋转时，伸缩牙齿可实现切削功能，将变形的钻孔直径刷大，最终解决钻孔变形的卡钻。
上述方案中：在所述钻身的侧面分布有八个伸缩牙齿。
上述方案中：所述排气槽为四个，对称分布在钻身上。
上述方案中：所述钻尖的相邻两个分瓣之间有间隙，四个分瓣之间的间隙连成十字形，该十字形间隙形成排渣槽。方便排屑。
上述方案中：所述排渣介质孔、通气孔和连接孔同轴设置。便于加工和排屑。
上述方案中：所述钻身从靠近钻尖的一端到靠近钻柄的一端依次为圆柱段、锥形段和变径段，所述伸缩牙齿设置在圆柱段的侧面。钻身的锥形段便于煤屑及排渣介质的排除，同时降低了钻头与钻孔壁的摩擦力。
上述方案中：所述排气槽分布于所述钻身的圆柱段与锥形段，所述排气槽呈上口深、下部浅的楔形槽。排气槽的槽底为楔形，开槽从钻身圆柱段贯穿至锥形段，增加了煤屑、排渣介质及瓦斯气体的排出，解决了以往钻头仅仅依靠钻头边缘与钻孔壁间隙排渣而顶钻的难题。
上述方案中：所述连接孔内设置有螺纹。方便连接。
有益效果：本实用新型设计合理、结构简单、解决了高地应力、松软突出煤层顺煤层钻孔钻进卡钻与顶钻的问题。
附图说明
图1为本实用新型的钻头结构正视图示意图；
图2为本实用新型的钻头结构俯视图示意图；
图3为图2的Ⅰ-Ⅰ剖视图；
图4为图2的Ⅱ-Ⅱ剖视图
附图中的编码分别为：1固定牙齿，2钻尖，3伸缩牙齿，4排气槽，5钻身，6 钻柄，7通气孔，8弹簧，9连接孔，10螺纹，11排渣介质孔，12圆柱段，13 锥形段，14变径段，15伸缩牙齿安装槽。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如附图1-4所示，突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头从下到上依次为钻柄6、钻身5和钻尖2。
钻尖2由4个相互对称的分瓣围成圆锥形，钻尖2中心设置有排渣介质孔 11，钻尖2的相邻两个分瓣之间有间隙，四个分瓣之间的间隙连成十字形，该十字形间隙形成排渣槽。钻尖2上镶嵌有固定牙齿1，钻尖2上每个分瓣上从圆心到边缘分别镶嵌有5个固定牙齿1。其中最外面一个固定牙齿1部分伸到钻尖 1外，固定牙齿1起到主切屑作用。
钻身5从靠近钻尖2的一端到靠近钻柄6的一端依次为圆柱段12、锥形段 13和变径段14，钻身5的侧面设置有沿钻身5轴向延伸的排气槽4，具体的排气槽4为四个，对称分布在钻身5的圆柱段12与锥形段13，排气槽4呈上口深、下部浅的楔形槽。增加了煤屑、排渣介质及瓦斯气体的排出通道，防止了顶钻与卡钻。
钻身5的侧面靠近钻尖2的位置分布有能沿径向方向伸缩的伸缩牙齿3，伸缩牙齿3设置在圆柱段12的侧面。在钻身5的侧面设置有沿着径向方向延伸的伸缩牙齿安装槽15，伸缩牙齿3通过弹簧8安装在该伸缩牙齿安装槽15，当弹簧8处于自然伸缩状态时，伸缩牙齿3部分伸到伸缩牙齿安装槽15外，且伸缩牙齿3的外沿与伸到钻尖2外的固定牙齿1的外沿处于同一圆柱面上，弹簧8 受到挤压后，伸缩牙齿3能完全缩回伸缩牙齿安装槽15中。优选：在钻身5的侧面分布有八个伸缩牙齿3。在钻孔变形卡钻时，由于弹簧8的可伸缩性伸缩牙齿3还可正常切屑，保证钻头不被卡死。
钻身5和钻柄6上分别轴向设置有与排渣介质孔11联通的中部通气孔7以及连接孔9。连接孔9内设置有螺纹10。排渣介质孔11、通气孔7和连接孔9 同轴设置。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的实用性和最佳效果，可根据实际需求增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (9)
1.一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，包括钻柄(6)、钻身(5)和钻尖(2)，其特征在于：所述钻尖(2)由4个相互对称的分瓣围成圆锥形，所述钻尖(2)中心设置有排渣介质孔(11)，所述钻尖(2)上镶嵌有固定牙齿(1)，所述钻身(5)的侧面设置有沿钻身(5)轴向延伸的排气槽(4)，所述钻身(5)的侧面靠近钻尖(2)的位置分布有能沿径向方向伸出和缩回钻身(5)上的对应伸缩牙齿安装槽(15)的伸缩牙齿(3)，所述钻身(5)和钻柄(6)上分别轴向设置有与排渣介质孔(11)联通的中部通气孔(7)以及连接孔(9)。
2.根据权利要求1所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：在所述钻身(5)的侧面设置有沿着径向方向延伸的所述伸缩牙齿安装槽(15)，所述伸缩牙齿(3)通过弹簧(8)安装在该伸缩牙齿安装槽(15)，当弹簧(8)处于自然伸缩状态时，所述伸缩牙齿(3)部分伸到伸缩牙齿安装槽(15)外，弹簧(8)受到挤压后，所述伸缩牙齿(3)能完全缩回伸缩牙齿安装槽(15)中。
3.根据权利要求2所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：在所述钻身(5)的侧面分布有八个伸缩牙齿(3)。
4.根据权利要求1-3任一项所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：所述排气槽(4)为四个，对称分布在钻身(5)上。
5.根据权利要求4所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：所述钻尖(2)的相邻两个分瓣之间有间隙，四个分瓣之间的间隙连成十字形，该十字形间隙形成排渣槽。
6.根据权利要求5所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：所述排渣介质孔(11)、通气孔(7)和连接孔(9)同轴设置。
7.根据权利要求6所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：所述钻身(5)从靠近钻尖(2)的一端到靠近钻柄(6)的一端依次为圆柱段(12)、锥形段(13)和变径段(14)，所述伸缩牙齿(3)设置在圆柱段(12)的侧面。
8.根据权利要求7所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：所述排气槽(4)分布于所述钻身(5)的圆柱段(12)与锥形段(13)，所述排气槽(4)呈上口深、下部浅的楔形槽。
9.根据权利要求1所述突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头，其特征在于：所述连接孔(9)内设置有螺纹(10)。
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| CN202022501324.7U CN213478241U (zh) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 一种突出松软煤层防顶钻与卡钻钻头 |
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| CN (1) | CN213478241U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113567244A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-29 | 山东交通学院 | 一种用于煤与瓦斯突出模拟试验的正断层物理模拟试验装置及其方法 |
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2020
- 2020-11-02 CN CN202022501324.7U patent/CN213478241U/zh active Active
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| CN113567244A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-29 | 山东交通学院 | 一种用于煤与瓦斯突出模拟试验的正断层物理模拟试验装置及其方法 |
| CN113567244B (zh) * | 2021-07-23 | 2023-11-10 | 山东交通学院 | 一种用于煤与瓦斯突出模拟试验的正断层物理模拟试验装置及其方法 |
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