CN219808958U - 一种反井钻机反向扩孔钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反井钻机反向扩孔钻头，涉及反井钻机技术领域，包括与钻杆丝扣连接的钻柱，钻柱的圆周外壁上固定有凸台，凸台上设有起到扩孔作用的牙轮，钻柱和钻杆连接处设有减少钻柱和钻杆连接处松脱断裂可能性的加强件,该反井钻机反向扩孔钻头，钻杆与钻柱丝扣连接，牙轮由小孔底端上移，通过牙轮的作用起到扩孔作用，牙轮上移过程中，破岩扭矩会施加在钻杆和钻柱连接的螺纹上，通过加强件的作用，提高抗扭强度，减少了钻杆和钻柱连接处断裂的可能性，提高了装置的使用寿命的同时减少钻杆和钻柱连接处断裂导致钻柱堵塞在孔内影响施工的可能性。

Description

一种反井钻机反向扩孔钻头

技术领域

本实用新型涉及反井钻机技术领域，具体为一种反井钻机反向扩孔钻头。

背景技术

反井钻机作为反井法凿井机械装备,具有机械化破岩、安全高效、钻进精度好、成井质量好的特点，随着反井钻机各项研究的不断深入,反井钻机在矿山、水电、交通、市政等领域中得到了推广和普及，反井钻机钻井法明显改善了具有下水平运输条件工程的安全施工条件,已经成为一项通用技术。

反井钻机施工采用上导下扩法,分为导孔和扩孔两个阶段，采用导孔钻头从上向下钻进导孔，当导孔钻透以后,在下水平巷道中,将导孔钻头替换为扩孔钻头,由钻杆连接的扩孔钻头沿导孔自下而上旋转至上水平透孔。

扩孔工况时，扩孔钻具主要受到拉力、扭矩的作用，由于扩孔钻具直径较大，也要考虑扩孔钻具的自重，在极硬岩地质条件下，扩孔钻具所受拉力、扭矩过大会造成钻具长期处于过载而造成扩孔钻具的损伤及破坏。

然而现有的扩孔钻具钻进过程中，扩孔钻具输出的钻头破岩扭矩同样会施加在钻杆连接的螺纹上，同时扩孔钻具遇到极硬岩时还需要承受剪切力，会导致钻杆公接头中端位置以及螺纹底部位置出现断裂的问题。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种反井钻机反向扩孔钻头，解决了现有的扩孔钻具钻进过程中，扩孔钻具输出的钻头破岩扭矩同样会施加在钻杆连接的螺纹上，同时扩孔钻具遇到极硬岩时还需要承受剪切力，会导致钻杆公接头中端位置以及螺纹底部位置出现断裂的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种反井钻机反向扩孔钻头，包括与钻杆丝扣连接的钻柱，所述钻柱的圆周外壁上固定有凸台，所述凸台上设有起到扩孔作用的牙轮，所述钻柱和钻杆连接处设有减少钻柱和钻杆连接处松脱断裂可能性的加强件。

通过上述技术方案，钻杆与钻柱丝扣连接，牙轮由小孔底端上移，通过牙轮的作用起到扩孔作用，牙轮上移过程中，破岩扭矩会施加在钻杆和钻柱连接的螺纹上，通过加强件的作用，提高抗扭强度，减少了钻杆和钻柱连接处断裂的可能性，提高了装置的使用寿命的同时减少钻杆和钻柱连接处断裂导致钻柱堵塞在孔内影响施工的可能性。

优选的，所述加强件包括固定在钻杆圆周外壁上的A法兰，所述A法兰上均匀开设有若干A圆形孔，所述钻柱圆周外壁上固定有B法兰，所述B法兰上均匀开设有位于A圆形孔正下方的B圆形孔，各个所述B圆形孔内均穿设有螺丝，所述螺丝由螺头和螺柱组成，所述螺丝的螺头与B法兰的下表面抵触，所述螺丝的螺柱通过B圆形孔穿设出B法兰，所述螺柱穿设出B法兰的部分通过A圆形孔穿设出A法兰，所述螺柱穿设出A法兰的一端通过螺纹套设有螺母。

通过上述技术方案，当钻杆与钻柱丝扣连接时，A法兰和B法兰相互靠近，且各个A圆形孔分别位于相邻的B圆形孔正上方，之后工作人员将螺丝的螺柱通过B圆形孔穿设出B法兰，且螺丝的螺头与B法兰下表面抵触，螺丝的螺柱穿设出B法兰的部分通过A圆形孔穿设出A法兰，再将螺母套设在螺柱上，螺母与螺柱螺纹连接，螺母在转动过程中下移，直至螺母与A法兰抵触，此时A法兰和B法兰固定连接，通过A法兰和B法兰的作用，在丝杆和丝扣径向螺纹连接的同时又以A法兰和B法兰固定连接，提高了抗扭强度。

优选的，所述螺母上设有减少螺母因钻杆和钻柱震动而松脱可能性的辅助件。

通过上述技术方案，钻杆和钻柱在扩孔过程中震动，通过辅助件的作用减少螺母松脱的可能性，进而减少A法兰和B法兰松脱的可能性，从而减少钻杆和钻柱松脱的可能性。

优选的，所述辅助件包括开设在螺柱上的柱形孔，所述螺母上表面开设有若干与螺母内腔连通的卡槽，所述柱形孔内穿设有U型弹力夹，所述U型弹力夹的中间折弯位置设有加粗块，所述加粗块的直径大于卡槽直径，所述U型弹力夹穿设出柱形孔，所述U型弹力夹穿设出柱形孔的部分延伸出相邻的卡槽，所述U型弹力夹穿设出卡槽的部分朝向螺母的外侧折弯。

通过上述技术方案，U型弹力夹的端部依次穿设卡槽且进入柱形孔内，U型弹力夹中间折弯部分的加粗块尺寸大于卡槽尺寸，故U型弹力夹中间折弯部分的加粗块不会进入卡槽和柱形孔内，且U型弹力夹两端穿出柱形孔和卡槽的部分朝向螺母的外侧弯曲延伸，通过U型弹力夹的作用以便于对螺柱和螺母进行限位，减少螺母松脱的可能性。

优选的，所述螺母上嵌套有套设在U型弹力夹外的连接盖，各个所述螺母均通过钢丝绳连接，且钢丝绳位于连接盖和A法兰之间。

通过上述技术方案，通过连接盖的作用减少扩孔过程中的岩石渣碎与U型弹力夹以及螺母上的卡槽接触，提高了U型弹力夹以及螺母使用寿命的同时减少岩石碎渣影响螺母和螺柱拆卸的可能性。

优选的，所述牙轮有三个，三个所述牙轮以钻柱的中心线为轴心阵列式排布。

通过上述技术方案，通过均匀设置三个牙轮，三个牙轮受力均衡，扩孔速度快。

优选的，所述钻柱圆周外壁固定有位于凸台下表面的支撑台，所述凸台和支撑台焊接连接，所述支撑台背离凸台的一侧固定有与钻柱外壁固定连接的加强筋。

通过上述技术方案，通过加强筋和支撑台的配合加强牙轮和钻柱连接的稳定性，减少牙轮由下至上上移扩孔时因破岩压力而损坏的可能性。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种反井钻机反向扩孔钻头。具备以下有益效果：

(1)、该反井钻机反向扩孔钻头，钻杆与钻柱丝扣连接，牙轮由小孔底端上移，通过牙轮的作用起到扩孔作用，牙轮上移过程中，破岩扭矩会施加在钻杆和钻柱连接的螺纹上，通过加强件的作用，提高抗扭强度，减少了钻杆和钻柱连接处断裂的可能性，提高了装置的使用寿命的同时减少钻杆和钻柱连接处断裂导致钻柱堵塞在孔内影响施工的可能性。

(2)、该反井钻机反向扩孔钻头，U型弹力夹的端部依次穿设卡槽且进入柱形孔内，U型弹力夹中间折弯部分的加粗块尺寸大于卡槽尺寸，故U型弹力夹中间折弯部分的加粗块不会进入卡槽和柱形孔内，且U型弹力夹两端穿出柱形孔和卡槽的部分朝向螺母的外侧弯曲延伸，通过U型弹力夹的作用以便于对螺柱和螺母进行限位，减少螺母松脱的可能性。

(3)、该反井钻机反向扩孔钻头，通过均匀设置三个牙轮，三个牙轮受力均衡，扩孔速度快。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型用于体现B法兰的结构示意图；

图3为本实用新型用于体现U型弹力夹的结构示意图；

图4为本实用新型用于体现牙轮的结构示意图。

图中：1、钻杆；2、钻柱；3、凸台；4、牙轮；5、加强件；501、A法兰；502、A圆形孔；503、B法兰；504、B圆形孔；505、螺丝；506、螺头；507、螺柱；508、螺母；509、柱形孔；510、卡槽；511、U型弹力夹；512、加粗块；6、支撑台；7、加强筋。

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。

如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种反井钻机反向扩孔钻头，包括与钻杆1丝扣连接的钻柱2，钻柱2的圆周外壁上固定有凸台3，凸台3上设有起到扩孔作用的牙轮4，钻柱2和钻杆1连接处设有减少钻柱2和钻杆1连接处松脱断裂可能性的加强件5，钻杆1与钻柱2丝扣连接，牙轮4由小孔底端上移，通过牙轮4的作用起到扩孔作用，牙轮4上移过程中，破岩扭矩会施加在钻杆1和钻柱2连接的螺纹上，通过加强件5的作用，提高抗扭强度，减少了钻杆1和钻柱2连接处断裂的可能性，提高了装置的使用寿命的同时减少钻杆1和钻柱2连接处断裂导致钻柱2堵塞在孔内影响施工的可能性。

如图1和图2，加强件5包括固定在钻杆1圆周外壁上的A法兰501，A法兰501上均匀开设有若干A圆形孔502，钻柱2圆周外壁上固定有B法兰503，B法兰503上均匀开设有位于A圆形孔502正下方的B圆形孔504，A法兰501和B法兰503位于三个牙轮4之间且不遮挡牙轮4，进而不对牙轮4的扩孔产生阻碍，各个B圆形孔504内均穿设有螺丝505，螺丝505由螺头506和螺柱507组成，螺丝505的螺头506与B法兰503的下表面抵触，螺丝505的螺柱507通过B圆形孔504穿设出B法兰503，螺柱507穿设出B法兰503的部分通过A圆形孔502穿设出A法兰501，螺柱507穿设出A法兰501的一端通过螺纹套设有螺母508，当钻杆1与钻柱2丝扣连接时，A法兰501和B法兰503相互靠近，且各个A圆形孔502分别位于相邻的B圆形孔504正上方，之后工作人员将螺丝505的螺柱507通过B圆形孔504穿设出B法兰503，且螺丝505的螺头506与B法兰503下表面抵触，螺丝505的螺柱507穿设出B法兰503的部分通过A圆形孔502穿设出A法兰501，再将螺母508套设在螺柱507上，螺母508与螺柱507螺纹连接，螺母508在转动过程中下移，直至螺母508与A法兰501抵触，此时A法兰501和B法兰503固定连接，通过A法兰501和B法兰503的作用，在丝杆和丝扣径向螺纹连接的同时又以A法兰501和B法兰503固定连接，提高了抗扭强度。

如图3，螺母508上设有减少螺母508因钻杆1和钻柱2震动而松脱可能性的辅助件，钻杆1和钻柱2在扩孔过程中震动，通过辅助件的作用减少螺母508松脱的可能性，进而减少A法兰501和B法兰503松脱的可能性，从而减少钻杆1和钻柱2松脱的可能性。

如图3，辅助件包括开设在螺柱507上的柱形孔509，螺母508上表面开设有若干与螺母508内腔连通的卡槽510，柱形孔509内穿设有U型弹力夹511，U型弹力夹511的中间折弯位置设有加粗块512，加粗块512的直径大于卡槽510直径，U型弹力夹511穿设出柱形孔509，U型弹力夹511穿设出柱形孔509的部分延伸出相邻的卡槽510，U型弹力夹511穿设出卡槽510的部分朝向螺母508的外侧折弯，U型弹力夹511的端部依次穿设卡槽510且进入柱形孔509内，U型弹力夹511中间折弯部分的加粗块512尺寸大于卡槽510尺寸，故U型弹力夹511中间折弯部分的加粗块512不会进入卡槽510和柱形孔509内，且U型弹力夹511两端穿出柱形孔509和卡槽510的部分朝向螺母508的外侧弯曲延伸，通过U型弹力夹511的作用以便于对螺柱507和螺母508进行限位，减少螺母508松脱的可能性。

如图3，螺母508上嵌套有套设在U型弹力夹511外的连接盖，各个螺母508均通过钢丝绳连接，且钢丝绳位于连接盖和A法兰501之间，通过连接盖的作用减少扩孔过程中的岩石渣碎与U型弹力夹511以及螺母508上的卡槽510接触，提高了U型弹力夹511以及螺母508使用寿命的同时减少岩石碎渣影响螺母508和螺柱507拆卸的可能性。

如图1和图2和图4，牙轮4有三个，三个牙轮4以钻柱2的中心线为轴心阵列式排布，通过均匀设置三个牙轮4，三个牙轮4受力均衡，扩孔速度快。

如图1和图2，钻柱2圆周外壁固定有位于凸台3下表面的支撑台6，凸台3和支撑台6焊接连接，支撑台6背离凸台3的一侧固定有与钻柱2外壁固定连接的加强筋7，通过加强筋7和支撑台6的配合加强牙轮4和钻柱2连接的稳定性，减少牙轮4由下至上上移扩孔时因破岩压力而损坏的可能性。

使用时，先通过钻机和钻杆1钻出直径为200mm-230mm的小孔，需要扩大刀300mm-330mm时，钻杆1穿出小孔，钻柱2与钻孔底端丝扣连接，A法兰501与B法兰503相互靠近，且A法兰501上的A圆形孔502与B法兰503上的B圆形孔504相互对应；

之后工作人员将螺柱507通过B圆形孔504穿设出B法兰503，螺丝505的螺头506与B法兰503的下表面抵触，之后螺丝505的螺柱507通过A圆形孔502穿设出A法兰501，抓住螺母508且将螺母508套设在螺柱507上，螺母508在转动过程中下移，直至螺母508与A法兰501上表面抵触，不再转动螺母508；

这时柱形孔509位于A法兰501上方，之后工作人员将U型弹力夹511的两个端部依次穿设卡槽510且进入柱形孔509内，U型弹力夹511中间折弯部分的加粗块512尺寸大于卡槽510尺寸，故U型弹力夹511中间折弯部分的加粗块512不会进入卡槽510和柱形孔509内且与螺母508外壁抵触，U型弹力夹511两端穿出柱形孔509，U型弹力夹511两端穿柱形孔509的部分穿出卡槽510，U型弹力夹511出穿出卡槽510的部分朝向螺母508的外侧弯曲延伸，此时通过U型弹力夹511和螺母508的配合对螺柱507起到定位作用，通过U型弹力夹511的作用以便于对螺柱507和螺母508进行限位，减少螺母508松脱的可能性；

再通过钢丝绳的作用使得若干螺母508固定连接，进一步提高了螺母508和螺柱507连接的稳定性，减少了螺母508在震动下松脱的可能性，之后将连接盖嵌套在螺母508外，通过连接盖的作用减少岩石碎渣掉落至U型弹力夹511和螺母508之间间隙；

牙轮4由下至上移动，对小孔进行扩孔，通过加强筋7和支撑台6的配合加强牙轮4和钻柱2连接的稳定性，减少牙轮4由下至上上移扩孔时因破岩压力而损坏的可能性；

牙轮4的上移会使得破岩扭矩施加在钻杆1和钻柱2连接的螺纹上，通过A法兰501和B法兰503的固定连接，提高抗扭强度，减少了钻杆1和钻柱2连接处断裂的可能性，提高了装置的使用寿命的同时减少钻杆1和钻柱2连接处断裂导致钻柱2堵塞在孔内影响施工的可能性，这就是该反井钻机反向扩孔钻头的使用过程，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (7)

1.一种反井钻机反向扩孔钻头，包括与钻杆(1)丝扣连接的钻柱(2)，其特征在于：所述钻柱(2)的圆周外壁上固定有凸台(3)，所述凸台(3)上设有起到扩孔作用的牙轮(4)，所述钻柱(2)和钻杆(1)连接处设有减少钻柱(2)和钻杆(1)连接处松脱断裂可能性的加强件(5)。

2.根据权利要求1所述的一种反井钻机反向扩孔钻头，其特征在于：所述加强件(5)包括固定在钻杆(1)圆周外壁上的A法兰(501)，所述A法兰(501)上均匀开设有若干A圆形孔(502)，所述钻柱(2)圆周外壁上固定有B法兰(503)，所述B法兰(503)上均匀开设有位于A圆形孔(502)正下方的B圆形孔(504)，各个所述B圆形孔(504)内均穿设有螺丝(505)，所述螺丝(505)由螺头(506)和螺柱(507)组成，所述螺丝(505)的螺头(506)与B法兰(503)的下表面抵触，所述螺丝(505)的螺柱(507)通过B圆形孔(504)穿设出B法兰(503)，所述螺柱(507)穿设出B法兰(503)的部分通过A圆形孔(502)穿设出A法兰(501)，所述螺柱(507)穿设出A法兰(501)的一端通过螺纹套设有螺母(508)。

3.根据权利要求2所述的一种反井钻机反向扩孔钻头，其特征在于：所述螺母(508)上设有减少螺母(508)因钻杆(1)和钻柱(2)震动而松脱可能性的辅助件。

4.根据权利要求3所述的一种反井钻机反向扩孔钻头，其特征在于：所述辅助件包括开设在螺柱(507)上的柱形孔(509)，所述螺母(508)上表面开设有若干与螺母(508)内腔连通的卡槽(510)，所述柱形孔(509)内穿设有U型弹力夹(511)，所述U型弹力夹(511)的中间折弯位置设有加粗块(512)，所述加粗块(512)的直径大于卡槽(510)直径，所述U型弹力夹(511)穿设出柱形孔(509)，所述U型弹力夹(511)穿设出柱形孔(509)的部分延伸出相邻的卡槽(510)，所述U型弹力夹(511)穿设出卡槽(510)的部分朝向螺母(508)的外侧折弯。

5.根据权利要求4所述的一种反井钻机反向扩孔钻头，其特征在于：所述螺母(508)上嵌套有套设在U型弹力夹(511)外的连接盖，各个所述螺母(508)均通过钢丝绳连接，且钢丝绳位于连接盖和A法兰(501)之间。

6.根据权利要求1所述的一种反井钻机反向扩孔钻头，其特征在于：所述牙轮(4)有三个，三个所述牙轮(4)以钻柱(2)的中心线为轴心阵列式排布。

7.根据权利要求1所述的一种反井钻机反向扩孔钻头，其特征在于：所述钻柱(2)圆周外壁固定有位于凸台(3)下表面的支撑台(6)，所述凸台(3)和支撑台(6)焊接连接，所述支撑台(6)背离凸台(3)的一侧固定有与钻柱(2)外壁固定连接的加强筋(7)。