CN213510457U - 一种井工煤矿钻机钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井工煤矿钻机钻头，包括螺旋钻头、导向钻头、导向钻杆和变径接头，螺旋钻头通过变径接头连接导向钻杆，螺旋钻头内部设置有中空部，包括内段和外段，导向钻杆顶设置有导向钻头；变径接头包括第一连接段、第二连接段、连接盘和连接套，第一连接段和连接盘外套设连接套，第一连接段嵌设于中空部内，连接盘位于第一连接段和中空部之间；所述第二连接段位于第一连接段前端，第二连接段前端设置有钻杆连接杆，所述钻杆连接杆外套接导向钻杆；内段嵌设有第一连接段，外段嵌设有连接套；内段直径与第二连接段、导向钻头的直径相同；该装置保证了钻孔终孔位置的精准可控，提高了成孔率。

Description

一种井工煤矿钻机钻头

技术领域

本实用新型属于煤矿钻机技术领域，具体涉及一种井工煤矿钻机钻头。

背景技术

钻机在破碎煤体区域施工时，实际终孔位置与理论设计位置偏差较大，部分钻孔左右偏移量达20m以上，上下偏移可达3m，以至顶底板无法正常透孔，成孔率低，造成了部分地段无法按设计完成施工，影响工作面回采，同时为回采期间的瓦斯治理埋下隐患。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种井工煤矿钻机钻头，该装置保证了钻孔终孔位置的精准可控，提高了成孔率。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种井工煤矿钻机钻头，包括螺旋钻头、导向钻头、导向钻杆和变径接头，所述螺旋钻头内部设置有中空部，螺旋钻头通过变径接头连接有导向钻杆，导向钻杆顶端设置有导向钻头；

变径接头包括第一连接段、第二连接段、连接盘和连接套，第一连接段和连接盘外套设有连接套，所述第一连接段嵌设于所述中空部内，连接盘位于第一连接段和中空部之间；所述第二连接段位于第一连接段前端，第二连接段前端设置有钻杆连接杆，所述钻杆连接杆外套接导向钻杆；

所述中空部包括内段和外段，内段嵌设有第一连接段，外段嵌设有连接套；所述内段直径与第二连接段、导向钻头的直径相同。

所述钻杆连接杆为六棱柱型，前部设置有第一卡槽，所述导向钻杆后端设置有卡接部，卡接部为六棱柱型，卡接部内设置有第一卡凸。

所述第一卡槽和第一卡凸为相互配套的弧形，第一卡槽和第一卡凸的轴向垂直于钻杆连接杆的轴向。

所述钻杆连接杆顶端还连接有连接加强杆，连接加强杆上设置有第二卡槽，所述卡接部还包括连接加强部，连接加强部内设置有第二卡凸。

所述第二卡槽和第二卡凸为相互配套的弧形，第二卡槽和第二卡凸的轴向垂直于钻杆连接杆的轴向。

所述螺旋钻头外壁设置有多个钻齿。

所述连接套为铜套。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

本装置实现了精确牵引钻孔，保证了钻孔终孔位置的精准可控，提高了成孔率。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图。

图2为本实用新型装置中变径接头结构示意图。

图3为本实用新型装置中螺旋钻头与变径接头连接结构示意图。

图4为本实用新型装置中螺旋钻头结构示意图。

图5为本实用新型装置中导向钻杆结构示意图。

其中，1-螺旋钻头、2-导向钻头、3-导向钻杆、4-第一连接段、5-第二连接段、6-连接盘、7-连接套、8-钻杆连接杆、9-内段、10-外段，11-第一卡槽，12-第一卡凸，13-卡接部，14-连接加强杆，15-第二卡槽，16-连接加强部，17-第二卡凸，18-钻齿。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

实施例1

如图1-5所示，

一种井工煤矿钻机钻头，包括螺旋钻头1、导向钻头2、导向钻杆3和变径接头，所述螺旋钻头1内部设置有中空部，螺旋钻头1通过变径接头连接有导向钻杆3，导向钻杆3顶端设置有导向钻头2；

变径接头包括第一连接段4、第二连接段5、连接盘6和连接套7，第一连接段4和连接盘6外套设有连接套7，所述第一连接段4嵌设于所述中空部内，连接盘6位于第一连接段4和中空部之间，所述连接盘6和连接套7上设置有螺纹孔，螺纹孔内设置有螺栓，变径接头通过螺栓连接螺旋钻头；所述第二连接段5位于第一连接段4前端，第二连接段5前端设置有钻杆连接杆8，所述钻杆连接杆8外套接导向钻杆3；

所述中空部包括内段9和外段10，内段9嵌设有第一连接段4，外段10嵌设有连接套7；所述内段9直径与第二连接段5、导向钻头2的直径相同。

所述钻杆连接杆8为六棱柱型，前部设置有第一卡槽11，所述导向钻杆3后端设置有卡接部13，卡接部为六棱柱型，卡接部内设置有第一卡凸12。

所述第一卡槽11和第一卡凸12为相互配套的弧形，第一卡槽和第一卡凸的轴向垂直于钻杆连接杆8的轴向。

所述钻杆连接杆8顶端还连接有连接加强杆14，连接加强杆上设置有第二卡槽15，所述卡接部还包括连接加强部16，连接加强部内设置有第二卡凸17。

所述第二卡槽15和第二卡凸17为相互配套的弧形，第二卡槽和第二卡凸的轴向垂直于钻杆连接杆的轴向。

所述螺旋钻头1外壁设置有多个钻齿18。

所述连接套7为铜套。

本钻头提出先施工φ113mm小孔用以牵引大孔的施工工艺，在原有钻进装置上增加了导向钻头、导向钻杆、变径接头，使φ113mm小孔钻进装置与原钻进装置合二为一，实现了小孔对大孔的精确牵引，保证了钻孔终孔位置的精准可控，提高了成孔率。

变径接头

为实现φ113mm导向钻头先行钻进，φ550mm螺旋钻头沿导向钻头成孔轨迹跟进钻进，达到小孔与大孔同时钻进，减小钻孔终孔位置偏差，关键技术是实现导向钻杆与螺旋钻头的连接。根据螺旋钻头中心为空心的特点，采用变径接头，变径接头前端能与钻杆连接，后端与螺旋钻头连接，螺旋钻头内部中空设计为113mm，实现导向钻杆与螺旋钻头的无缝对接，旋转钻进时实现同心旋转。王坡煤矿属高瓦斯矿井，为避免变径接头与大螺旋钻头内壁接触摩擦，连接处选用镶铜套处理。变径接头与螺旋钻头连接示意图见图1、图3所示：

导向钻头

根据前期钻孔施工经验，导向钻头增大，破碎时受到煤体阻力大，钻孔轨迹偏移量增大，而导向钻头减小，如远小于螺旋钻头将起不到导向牵引作用，为此设计采用螺旋钻头钻芯与导向钻头直径一致均为φ113mm，从而实现导向牵引作用可同心旋转，减少偏移量。

导向钻杆

因螺旋钻头孔径达550mm，钻机扭矩较选用10000N•m，市场中的普通钻杆强度不满足要求，为减少因钻杆强度不足导致的导向钻杆折断无法发挥导向牵引作用，导向钻杆选用高强度螺旋钻杆，钻机施工期间能够承受可能出现的瞬时最大扭矩作用。

实际应用效果

该钻机在完成升级改造后，在井下3211工作面运输顺槽进行试验施工，施工10个大直径孔中，全部顺利透孔，且终孔位置偏移量在5m以内的有10个，最大偏移距离为2.1m。与原钻进工艺相比，钻孔偏移量均最大为2.1m，而原施工工艺偏移量集中于5～15m，因而，成孔率和终孔偏移量有明显提升。新旧钻进工艺施工情况对比见表1:

表1新旧钻进工艺施工情况对比表

取得的经济效益及社会效益：

1、牵引式钻进工艺克服与原施工工艺相比，提高了钻孔的成孔率，减少了人员的投入，缓解了矿井采掘接替紧张。

2、用牵引式钻孔钻进工艺施工，代替联络巷埋管的采空区瓦斯治理模式，在保证工作面回采期间瓦斯治理效果的前提下，提高了施工效率和通风系统稳定性，减少了巷道工程量和瓦斯治理成本。为我矿回采工作面瓦斯治理提供可靠的保障，具有较强的推广价值及应用价值，目前，我公司已经在工作面推广应用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，包括螺旋钻头（1）、导向钻头（2）、导向钻杆（3）和变径接头，所述螺旋钻头（1）内部设置有中空部，螺旋钻头（1）通过变径接头连接有导向钻杆（3），导向钻杆（3）顶端设置有导向钻头（2）；

变径接头包括第一连接段（4）、第二连接段（5）、连接盘（6）和连接套（7），第一连接段（4）和连接盘（6）外套设有连接套（7），所述第一连接段（4）嵌设于所述中空部内，连接盘（6）位于第一连接段（4）和中空部之间；所述第二连接段（5）位于第一连接段（4）前端，第二连接段（5）前端设置有钻杆连接杆（8），所述钻杆连接杆（8）外套接导向钻杆（3）；

所述中空部包括内段（9）和外段（10），内段（9）嵌设有第一连接段（4），外段（10）嵌设有连接套（7）；所述内段（9）直径与第二连接段（5）、导向钻头（2）的直径相同。

2.根据权利要求1所述的一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，所述钻杆连接杆（8）为六棱柱型，前部设置有第一卡槽（11），所述导向钻杆（3）后端设置有卡接部（13），卡接部为六棱柱型，卡接部内设置有第一卡凸（12）。

3.根据权利要求2所述的一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，所述第一卡槽（11）和第一卡凸（12）为相互配套的弧形，第一卡槽和第一卡凸的轴向垂直于钻杆连接杆（8）的轴向。

4.根据权利要求2所述的一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，所述钻杆连接杆（8）顶端还连接有连接加强杆（14），连接加强杆上设置有第二卡槽（15），所述卡接部还包括连接加强部（16），连接加强部内设置有第二卡凸（17）。

5.根据权利要求4所述的一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，所述第二卡槽（15）和第二卡凸（17）为相互配套的弧形，第二卡槽和第二卡凸的轴向垂直于钻杆连接杆的轴向。

6.根据权利要求1所述的一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，所述螺旋钻头（1）外壁设置有多个钻齿（18）。

7.根据权利要求1所述的一种井工煤矿钻机钻头，其特征在于，所述连接套（7）为铜套。

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