一种矿井高效率钻杆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿井高效率钻杆，包括连接杆，分别设置于连接杆两端的钻割头和吸尘杆。钻割头包括其内设有钻头水腔的钻头杆主体，设置于钻头杆主体上的高压喷流孔，钻头水腔内设有水腔封孔塞，水腔封孔塞一端设有换塞绳；连接杆包括由内至外依次设置的连接杆水腔杆壁、连接杆气腔杆壁，连接杆水腔杆壁内设有连接杆水腔，连接杆水腔杆壁和连接杆气腔杆壁之间设有高压气腔；吸尘杆包括由内至外依次设置的吸尘杆水腔杆壁、吸尘杆出气腔杆壁、吸尘杆进气腔杆壁。本实用新型专利技术提供的钻杆，不仅能实现钻割功能的切换，在施钻同时还能对粉尘和瓦斯进行收集，提高了工作效率，且可有效解决施钻出现瓦斯超限和粉尘危害的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤炭开采
，涉及煤炭正式开采前预抽采瓦斯通道施工过程中的设备，特别涉及预抽采瓦斯通道的钻割和施工过程中钻孔内喷出的瓦斯、粉尘的有效收集。
技术介绍
煤矿瓦斯、粉尘事故是井下的重大灾害之一，若发生瓦斯、粉尘事故，不仅会严重破坏生产环境，而且会造成人员伤亡，给人民、企业、国家造成巨大的损失，因此，消除瓦斯超限和粉尘是预防瓦斯、粉尘事故的前提条件，也是矿井安全生产的重要保障之一。然而，由于地质沉积作用，煤层中积压了大量的瓦斯等有毒有害气体，为了实现安全采掘，通常情况下，采掘前首先要布置专用瓦斯抽采坑道，采用坑道钻机施工抽采钻孔提前实施瓦斯抽采，待抽采达标后，方能开始采掘煤炭。瓦斯抽采坑道的施工通常包括钻孔和割裂煤层等多道工序。具体方法是使用坑道钻机先施钻一定深度的钻孔，然后将钻杆换成用于割裂煤层的专用钻杆后再伸进钻孔内需要割裂的煤层位置，接着采用高压水割裂煤层。为了达到良好的瓦斯预抽采效果，通常要求钻孔具有一定的深度，并且钻孔的不同深度位置需要割裂煤层，这就需要反复将钻杆从钻孔中退出并反复更换钻孔钻杆和割裂煤层的专用钻杆。该钻杆更换过程会占用大量的工程时间，影响工程进度。在现有技术中，由于有些工程工期紧张或者其他原因，也可以采用仅钻孔而不切割的施工方式，但是采用这种方式所布置的抽采坑道其瓦斯抽采率很低。目前还没有既能保证工期又能使抽采坑道效果明显的方法。同时，在施工抽采钻孔过程中，特别是许多矿井进入深部水平后，煤层瓦斯含量、压力都将增大，施钻喷孔、甚至钻孔延时喷孔造成的瓦斯超限不安全问题，钻孔垮孔问题也越来越突出，为了克服垮孔和瓦斯超限问题，不得不采取压风排粉施工工艺，然而粉尘危害又成了新的难题。但是，在现有技术中，并没有针对这一严重问题的专用瓦斯、粉尘处理设备，因此施钻过程中大量瓦斯、粉尘仍然会被释放在坑道中，造成严重的瓦斯超限、粉尘超标安全隐患。
技术实现思路
为了解决现有的钻杆施工过程中频繁切换不同功能的钻杆导致效率低下和施钻出现瓦斯超限和粉尘危害的问题，本技术提供一种矿井高效率钻杆。本技术技术方案如下:—种矿井高效率钻杆，设置有钻割头，连接杆，吸尘杆，连接杆一端连接钻割头，另一端连接吸尘杆。钻割头包括钻头、钻头杆主体、钻头水腔、钻头连接母头、高压喷流孔、水腔封孔塞和换塞绳；钻头和钻头连接母头分别设置在钻头杆主体的两端，钻头水腔设置在钻头杆主体的轴向中心位置并贯穿钻头杆主体，其一端为锥形通孔，高压喷流孔设置在钻头杆主体上并贯穿钻头杆主体，水腔封孔塞设置于水腔内，其形状与钻头水腔的锥形通孔相匹配，其截面处最大直径小于钻头水腔的直径，换塞绳与水腔封孔塞相连且足够长。优选地，高压喷流孔为内喇叭口形。连接杆设置有连接杆水腔杆壁、连接杆气腔杆壁、连接杆水腔、高压气腔、连接杆连接公头和连接杆连接母头；连接杆水腔在连接杆水腔杆壁内部，高压气腔在连接杆水腔杆壁与连接杆气腔杆壁之间；连接杆连接公头和连接杆连接母头分别设置在连接杆的两端，连接杆连接母头包括设置于连接杆水腔杆壁一端的连接杆水腔连接母头和设置于连接杆气腔杆壁同一端的连接杆气腔连接母头；优选的，连接杆水腔杆壁设计为管状形。吸尘杆设置有吸尘杆水腔杆壁、吸尘杆出气腔杆壁、吸尘杆进气腔杆壁、吸尘杆水腔、高压进气腔、高压出气腔、吸尘孔、固定销；吸尘杆水腔在吸尘杆水腔杆壁内部，高压进气腔设置于吸尘杆水腔杆壁与进气腔杆壁之间，高压出气腔设置于进气腔杆壁与出气腔杆壁之间；吸尘杆水腔杆壁两端设置有相互匹配的吸尘杆水腔杆壁连接公头和吸尘杆水腔杆壁连接母头，吸尘杆出气腔杆壁两端设置有相互匹配的吸尘杆出气腔杆壁连接公头和吸尘杆出气腔杆壁连接母头，吸尘杆进气腔杆壁两端设置有相互匹配的吸尘杆进气腔杆壁连接公头和吸尘杆进气腔杆壁连接母头；吸尘孔设置在吸尘杆出气腔杆壁上，优选的，吸尘孔倾斜设置在吸尘杆出气腔杆壁上，其轴线方向与其和吸尘杆出气腔连接公头的连线成锐角，所述锐角角度为30° ;固定销用于固定各杆壁，使各杆壁相对位置固定；优选的，吸尘杆水腔杆壁设计为管状形；优选的，吸尘杆进气腔杆壁设计为管状形。钻头连接母头与连接杆连接公头相匹配；连接杆水腔连接母头与吸尘杆水腔连接公头相匹配，连接杆气腔连接母头与吸尘杆出气腔连接公头相匹配。由于采用以上技术方案，本技术所提供的多功能钻杆设有高压喷流孔、水腔、吸尘孔和进出气腔，其不仅能实现钻割功能的切换，在施钻同时还能对粉尘和瓦斯进行收集，有效的解决了钻杆施工过程中频繁切换不同功能的钻杆导致效率低下和施钻出现瓦斯超限和粉尘危害的问题。其工作原理是:水腔内工作液体保持常压时，钻杆进行钻孔；对水腔内工作液体施加高压时，液体从高压喷流孔高速喷出对煤层进行切割；在钻孔或是切割煤层的同时，向高压进气腔通入高压气体，高压气体从高压出气腔流出，形成气流循环，粉尘和瓦斯通过吸尘孔吸入该气流循环系统从而被排除。【附图说明】图1是本技术的整体纵向剖视图；图2是钻割头的纵向剖视图；图3是图2的A-A剖视图；图4是连接杆的纵向剖视图；图5是图4的B-B剖视图；图6是吸尘杆的纵向剖视图；图7是图6的C-C剖视图。1、钻割头；1.1、钻头；1.2、钻头杆主体；1.3、钻头水； 1.4、钻头连接母头；1.5、高压喷流孔；1.6、水腔封孔塞；1.7换塞绳；2、连接杆；2.1、连接杆水腔杆壁；2.2、连接杆气腔杆壁；2.3、连接杆水腔；2.4、高压气腔；2.5、连接杆连接公头；2.6、连接杆连接母头；2.6.1连接杆水腔连接母头；2.6.2连接杆气腔连接母头；3、吸尘杆；3.1、吸尘杆水腔杆壁；3.2、吸尘杆出气腔杆壁；3.12、吸尘杆进气腔杆壁；3.3、吸尘杆水腔；3.4、高压进气腔；3.5、高压出气腔；3.6、吸尘孔；3.7、吸尘杆连接公头；3.7.1、吸尘杆水腔连接公头；3.7.12、吸尘杆进气腔连接公头；3.7.2、吸尘杆出气腔连接公头；3.8、吸尘杆连接母头；3.8.1、吸尘杆水腔连接母头；3.8.12、吸尘杆进气腔连接母头；3.8.2、吸尘杆出气腔连接母头；4、固定销。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的说明。如图1所示，一种矿井高效率钻杆，设置有钻割头1，连接杆2，吸尘杆3，连接杆2一端连接钻割头1，另一端连接吸尘杆3。钻割头I包括钻头1.1、钻头杆主体1.2、钻头水1.3、钻头连接母头1.4、尚压嗔流孔1.5、水腔封孔塞1.6和换塞绳1.7 ;钻头1.1和钻头连接母头1.4分别设置在钻头杆主体1.2的两端，钻头水腔1.3设置在钻头杆主体1.2的轴向中心位置并贯穿钻头杆主体1.2，其一端为锥形通孔，高压喷流孔1.5设置在钻头杆主体1.2上并贯穿钻头杆主体1.2，水腔封孔塞1.6设置于水腔内，其形状与钻头水腔1.3的锥形通孔相匹配，其截面处最大直径小于钻头水腔1.3的直径，换塞绳1.7与水腔封孔塞1.6相连。在本实施例中，高压喷流孔1.5为内喇叭口形。施工过程中，当需要垂直钻孔时，钻头水腔1.3内的工作液体保持常压，水腔封孔塞1.6未将钻头水腔1.3的锥形通孔堵塞，工作液体从锥形通孔流出，钻杆进行垂直钻孔；当需要水平割裂煤层时，钻杆停止钻孔，然后对水腔内的工作液体施加高压，水腔封孔塞1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井高效率钻杆，其特征在于：设置有钻割头(1)，连接杆(2)，吸尘杆(3)，所述连接杆(2)一端连接钻割头(1)，另一端连接吸尘杆(3)；所述钻割头(1)包括钻头(1.1)、钻头杆主体(1.2)、钻头水腔(1.3)、钻头连接母头(1.4)、高压喷流孔(1.5)、水腔封孔塞(1.6)和换塞绳(1.7)；所述钻头(1.1)和钻头连接母头(1.4)分别设置在钻头杆主体(1.2)的两端，钻头水腔(1.3)设置在钻头杆主体(1.2)的轴向中心位置并贯穿钻头杆主体(1.2)，其一端为锥形通孔，高压喷流孔(1.5)设置在钻头杆主体(1.2)上并贯穿钻头杆主体(1.2)，水腔封孔塞(1.6)设置于水腔内，其形状与钻头水腔(1.3)的锥形通孔相匹配，其截面处最大直径小于钻头水腔(1.3)的直径，换塞绳(1.7)与水腔封孔塞(1.6)相连；所述连接杆(2)包括连接杆水腔杆壁(2.1)、连接杆气腔杆壁(2.2)、连接杆连接公头(2.5)和连接杆连接母头(2.6)；所述连接杆水腔杆壁(2.1)内部为连接杆水腔(2.3)，连接杆水腔杆壁(2.1)与连接杆气腔杆壁(2.2)之间为高压气腔(2.4)，连接杆连接公头(2.5)和连接杆连接母头(2.6)分别设置在连接杆(2)的两端，连接杆连接母头(2.6)包括设置于连接杆水腔杆壁(2.1)一端的连接杆水腔连接母头(2.6.1)和设置于连接杆气腔杆壁(2.2)同一端的连接杆气腔连接母头(2.6.2)；所述吸尘杆(3)包括吸尘杆水腔杆壁(3.1)、吸尘杆出气腔杆壁(3.2)、吸尘杆进气腔杆壁(3.12)、吸尘孔(3.6)和固定销(4)；所述吸尘杆水腔杆壁(3.1)内部为吸尘杆水腔(3.3)，吸尘杆水腔杆壁(3.1)与进气腔杆壁(3.12)之间为高压进气腔(3.4)，进气腔杆壁(3.12)与出气腔杆壁(3.2)之间为高压出气腔(3.5)，所述吸尘杆水腔杆壁(3.1)两端设置有相互匹配的吸尘杆水腔杆壁连接公头(3.7.1)和吸尘杆水腔杆壁连接母头(3.8.1)，所述吸尘杆出气腔杆壁(3.2)两端设置有相互匹配的吸尘杆出气腔杆壁连接公头(3.7.2)和吸尘杆出气腔杆壁连接母头(3.8.2)，所述吸尘杆进气腔杆壁(3.12)两端设置有相互匹配的吸尘杆进气腔杆壁连接公头(3.7.12)和吸尘杆进气腔杆壁连接母头(3.8.12)，吸尘孔(3.6)设置在吸尘杆出气腔杆壁(3.2)上，固定销(4)设置于各杆壁之间,用于固定各杆壁，使各杆壁相对位置固定；所述钻头连接母头(1.4)与所述连接杆连接公头(2.5)相匹配；所述连接杆水腔连接母头(2.6.1)与所述吸尘杆水腔连接公头(3.7.1)相匹配，所述连接杆气腔连接母头(2.6.2)与所述吸尘杆出气腔连接公头(3.7.2)相匹配。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严欣雨，
申请(专利权)人：成都宸鸿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51