钻抽一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻抽一体化装置，包括钻杆和钻头，以及钻机，其特征是：所述钻杆为空心PVC钻杆，所述钻头为PVC钻头，PVC钻杆逐段被密封对接，PVC钻杆的末端密封连接在抽气装置上。本发明专利技术的钻杆及钻头工作后直接留于钻孔中作为瓦斯抽放管。不仅有利于钻孔时进行吹气或抽气，更利于作为瓦斯抽放的进气口。本发明专利技术操作简便、效率高、效果好，能够降低开采成本，不影响开采进度，非常利于推广实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿领域中的瓦斯抽放技术，具体涉及一种钻抽一体化装置。
技术介绍
煤层长期深埋地下，其内部压力较大，不断产生的煤层气（瓦斯）被压缩在煤层中处于稳定状态，但在开采煤层过程中，破坏了煤层的平衡性，储存在煤层中的高压瓦斯气体会突然爆发出来导致突出事故。瓦斯突出是煤矿井下一种严重的灾害，制约煤矿的安全生产。另一方面，由于煤层气被局部密封，在正常情况下不容易被排除，按照规范的开采步骤，需要在开采前先对煤层钻孔和抽放瓦斯。一直以来，煤层钻孔都采用金属钻具作业，钻孔后拉出钻具，插入抽放管并封孔，利用抽风装置进行抽放，从而排放煤层深处的煤层气（瓦斯）。在实际钻孔和抽瓦斯过程中会遇到卡钻和塌孔问题。由于钻具深入煤层中，钻杆逐段加长可深入煤层60m以上，如此深入煤层的钻进工作，一旦发生塌孔，钻杆被卡入煤层深处无法取出，金属钻杆不能及时取出会影响开采机械的正常工作，从而影响开采工作的顺利进行，处理非常麻烦。另外，在退出钻杆过程中，更容易出现塌孔现象。即使将钻杆顺利取出，仅局部塌孔也会影响瓦斯抽放管的安装，使钻孔报废。在含有煤层气的煤层中，以上两种塌孔是常见的现象。不仅操作过程复杂缓慢，而且效果欠佳，还会影响整体开采速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有煤矿瓦斯抽放过程中存在的问题和不足，提供一种可以有效兼顾钻孔和抽气的钻抽一体化装置。为实现上述目的，采用如下技术方案：一种钻抽一体化装置，包括钻杆和钻头，以及钻机，其特征是：所述钻杆为空心PVC钻杆，所述钻头为PVC钻头，PVC钻杆逐段被密封对接，PVC钻杆的末端密封连接在抽气装置上。所述PVC钻头上，在钻刃部位嵌入金属刃部形成复合钻头。嵌装的方式可以有多种，例如：在金属刃部的根部设置了凸棱，在钻头基座上设置匹配的凹槽，凸棱嵌装于凹槽中后通过热合工艺组成复合体。相邻钻杆的对接面套装有密封圈，可以将相邻钻杆的密封面设置环形凹槽，密封圈匹配套装在两侧环形凹槽中。可以在钻杆末端设置卡台，卡台外侧套装圆形支撑板，在圆形支撑板的外侧套装有圆形柔性密封片，圆形柔性密封片的外径大于圆形支撑板的外径，并大于钻孔的外径。还可以在所述PVC钻杆一侧设置抽气孔。有益效果：本专利技术利用PVC钻杆和PVC钻头作为一次性钻孔工具，钻杆及钻头工作后直接留于钻孔中，作为瓦斯抽放管。由于煤矿开采领域中的煤层硬度有限，作为一次性钻具的PVC钻杆和钻头足以承受煤层钻孔的工作强度。位于PVC钻杆上的抽气孔，不仅有利于钻孔时进行吹气或抽气，更利于作为瓦斯抽放的进气口。本专利技术将钻杆作为瓦斯抽放管，简化了瓦斯抽放工序，直接对钻杆封孔处理后即可抽放瓦斯。可以避免因退钻过程形成钻孔的塌孔现象。即使偶尔因钻孔过程而塌孔，PVC材质的钻杆和钻头不会对开采构成障碍，从而不影响开采进度。可见，本专利技术操作简便、效率高、效果好，能够降低开采成本，不影响开采进度，非常利于推广实施。附图说明图1是本专利技术的外观结构示意图；图2是图1的局部放大结构示意图；图3是另一种钻头结构示意图；图4是其中一种封孔结构。图中，标号1为PVC钻头，2为PVC钻杆，21为螺母接头，22为螺杆接头，23为抽气孔，24和25为环形凹槽，3为密封圈，4为煤层，5为卡台，6为圆形支撑板，7为圆形柔性密封片，8为沟槽，9为金属刃部，10为抽气装置，11为连接头，12为钻机。具体实施方式实施例1：一种钻抽一体化装置，参见图1和图2，将空心的PVC钻杆2携带PVC钻头1向煤层深处钻孔，当钻孔达到目标位置（例如60m）时，再对PVC钻杆2进行封孔处理，可以采用传统的封孔手段对PVC钻杆进行封孔处理。将空心的PVC钻杆2作为瓦斯抽放管使用。将PVC钻杆2的末端密封连接在抽气装置10上，利用抽气装置10对钻孔内部进行瓦斯抽放工作。所述PVC钻杆2可以逐段被密封对接，使之不断得到延长，直至钻入合适位置为止。相邻PVC钻杆2的对接面最好设置密封层，例如套装密封圈3，可以将相邻钻杆的密封面设置环形凹槽24和25，密封圈3匹配套装在两侧环形凹槽24和25中。本实施例中，选择PVC钻头1的硬度要求，使其与所开采煤层硬度达到最佳值，使一次性钻具的PVC钻杆2和PVC钻头1足以承受煤层钻孔的工作强度要求为准。为了达到较好的抽放瓦斯效果，还可以在所述PVC钻杆2的一侧设置抽气孔4。该抽气孔4不仅有利于钻孔时进行吹气或抽气，更利于作为瓦斯抽放的进气口。连接头11可以是固定连接头，仅用于钻机12停机后的抽瓦斯连接。也可以是旋转连接头，在钻机12工作的同时对钻孔正压充气，或者负压抽气。实施例2：在实施例1方法基础上，将所述PVC钻头进行改进，参见图3，在钻刃部位嵌入金属刃部9形成复合钻头。例如可以在金属刃部的根部设置了凸棱，并在钻头基座上设置匹配的凹槽，凸棱嵌装于凹槽中后通过热合工艺组成复合体。实施例3：参见图2，在实施例1基础上，提供了一种可以开始安装的封孔结构，即最末端钻杆上活动安装一个封孔器，该封孔器是在钻杆末端根据实际需要活动安装一个卡台5，卡台外侧套装圆形支撑板6，在圆形支撑板的外侧套装有圆形柔性密封片7，圆形支撑板与钻孔相当或者大于钻孔，圆形柔性密封片的外径大于圆形支撑板的外径，并大于钻孔的外径，从而当对PVC钻杆抽气时，内部气压低于外部气压，圆形柔性密封片被向内吸，贴合密封在钻孔附近。实施例4：参见图4，在实施例3基础上，圆形支撑板既可以是片状也可以是球面支撑板，球面支撑板的外侧设置了沟槽8或外压板，便于密封安装圆形柔性密封片，圆形柔性密封片也可以设置成与球面支撑板匹配的球面柔性密封片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻抽一体化装置，包括钻杆和钻头，以及钻机，其特征是：所述钻杆为空心PVC钻杆，所述钻头为PVC钻头，PVC钻杆逐段被密封对接，PVC钻杆的末端密封连接在抽气装置上。

【技术特征摘要】
1.一种钻抽一体化装置，包括钻杆和钻头，以及钻机，其特征是：所述钻杆为空心PVC钻杆，所述钻头为PVC钻头，PVC钻杆逐段被密封对接，PVC钻杆的末端密封连接在抽气装置上。
2.根据权利要求1所述的钻抽一体化装置，其特征是：所述PVC钻头上，在钻刃部位嵌入金属刃部形成复合钻头。
3.根据权利要求2所述的钻抽一体化装置，其特征是：嵌装的方式是在金属刃部的根部设置了凸棱，在钻头基座上设置匹配的凹槽，凸棱嵌装于凹槽中后通过热合工艺组成复合体。
4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，雷东记，张宏图，胡广东，丁志伟，周霏，李超，岳志奇，王新伟，肖云涛，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41