一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置，包括连接在一起的钻头和钻杆，钻杆的表面设有至少一组括径槽，括径槽内放置有括径体，括径槽的槽口设有槽口挡板，括径体上端为斜面且设有括径齿，括径体的下方为管状结构且端部设有括径挡板，括径体的下方固连有位于管状结构内部的伸缩体，伸缩体固定在括径槽的底部，伸缩体杆体的内部设有位于中心的注气管，注气管的侧面连接有环形均布的分支管，分支管连接到括径槽的底部，该钻进装置的括径槽内设置括径体，括径体能够通过注气管向括径槽内伸缩体中注入气体使括径体伸出，从而能够扩大钻孔半径，伸缩体内气体排出时，括径体在外部压力及伸缩体的恢复弹力作用下能够退回到括径槽内。

A drilling device with adjustable radius while drilling for gas drainage hole

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置
本技术涉及煤层瓦斯抽采钻孔的
，特别涉及一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置。
技术介绍
随着煤矿开采深度的增加，煤层地应力、瓦斯含量增大，导致煤与瓦斯突出的潜在危险性变大，必须加强煤层瓦斯的治理。尤其是随着国家对安全生产要求的提高，加强瓦斯治理变得更加迫切。目前，瓦斯治理方法有很多，归纳起来主要包括地面瓦斯抽采和井下瓦斯抽采。其中井下瓦斯抽采方法，由于具有抽采理论完善、抽采技术成熟、抽采效果好等优点，成为目前应用最为广泛的瓦斯治理方法。这种方法主要是在煤层施工钻孔，通过降低煤层压力，使煤层瓦斯发生解吸，然后在压差的作用，通过煤层的孔裂隙运移、产出，最终由抽采管路排出。井下瓦斯抽采可以从根本上降低煤层瓦斯含量，减少瓦斯事故的发生。但是，由于采掘活动的影响、地质构造的作用，导致煤层不同区域渗透性分布不同。尤其对于顺层钻孔，由于受巷道布置的影响，随着与孔口距离的增加，煤层应力分布由外向内依次经历了卸压区、应力集中区、原岩应力区等，导致原本就分布不均匀的渗透性，变得更加不均匀。为此，采用现有常规瓦斯钻进技术，在同一孔径下进行抽采，就可能会导致钻孔内部不同深度区域，抽采效率不同，进而导致钻孔内部存在抽采盲区、抽采时间过长、抽采效果误判等不足，对煤矿的安全、高效生产造成极大的威胁。为此，迫切需要一种装置或方法能够随着钻孔深度不同而实现钻孔孔径的改变，这样就可以对抽采钻孔内的瓦斯进行均匀抽采，全面降低抽采区域的瓦斯含量。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置。本技术的技术方案是：一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置，包括连接在一起的钻头和钻杆，所述钻头的一端设有环形均布的钻齿、另一端为螺纹连接管，所述钻头的中部为锥形体且表面设有括径齿，所述钻杆为空心管结构，所述钻头的中心设有与所述钻杆连通的出水孔，所述钻杆的一端设有内螺纹Ⅰ、另一端设有螺纹管口Ⅰ，所述螺纹连接管与钻杆的内螺纹Ⅰ配合，所述钻杆的表面设有至少一组环形布置且内凹的括径槽，所述括径槽内放置有括径体，所述括径槽的槽口设有槽口挡板，所述括径体上端为斜面且设有括径齿，所述括径体的下方为管状结构且端部设有括径挡板，所述括径体的下方固连有位于管状结构内部的伸缩体，所述伸缩体固定在所述括径槽的底部，所述钻杆的内部设有位于中心的注气管，所述注气管的侧面连接有环形均布的分支管，所述分支管连接到所述括径槽的底部。优选的，所述钻杆的表面的括径槽为三组，三组所述括径槽从左到右依次布置且依次放置有第一括径体、第二括径体、第三括径体，所述第一括径体下方的括径挡板向外翻折且为第一括径挡板，所述第一括径挡板与其对应的槽口挡板配合；所述第二括径体下方的括径挡板向内翻折且为第二括径挡板，所述第二括径体的管状结构内部设有位于伸缩体外侧的一级延长管，所述一级延长管的上方设有向外翻折的第一延长挡板、下方设有向外翻折的第二延长挡板，所述第一延长挡板与所述第二括径挡板配合，所述第二延长挡板与其对应的槽口挡板配合；所述第三括径体下方的括径挡板也向内翻折且为第三括径挡板，所述第三括径体的管状结构内部设有位于伸缩体外侧的二级延长管，所述二级延长管包括位于内侧的第一延长管、位于外侧的第二延长管，所述第一延长管的上方设有向外翻折的第三延长挡板、下方设有向外翻折的第四延长挡板，所述第二延长管的上方设有向外翻折的第五延长挡板、下方设有向内翻折的第六延长挡板，所述第五延长挡板与所述第三括径挡板配合，所述第四延长挡板与其对应的槽口挡板配合，所述第三延长挡板与所述第六延长挡板配合。优选的，所述伸缩体的内部设有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述伸缩体的上方固连、另一端与括径槽的底部固连。优选的，所述钻杆为多个且依次连接，每两个相邻的钻杆通过内螺纹Ⅰ和螺纹管口Ⅰ连接。优选的，所述注气管包括基础管和加长管，所述基础管的一端封闭、另一端开口且设有内螺纹Ⅱ，所述加长管的两端均开口且一端为螺纹管口Ⅱ、另一端为内螺纹Ⅱ，所述基础管的内螺纹Ⅱ与所述螺纹管口Ⅱ配合。优选的，所述加长管为多个，每两个相邻的加长管通过螺纹管口Ⅱ和内螺纹Ⅱ连接。优选的，所述基础管和所述加长管均设有自密封注气系统，所述自密封注气系统包括位于前方的充放气阀门、位于后方的密封结构，所述密封结构包括位于中心的封堵球，所述封堵球的后方设有滑杆，所述封堵球的后方还设有导向块，所述导向块通过向两侧伸出的支撑杆固定，所述导向块的中心设有供滑杆插入的导向孔，所述滑杆上设有与滑杆垂直且位于导向块后方的固定杆，所述固定杆与所述导向块之间连接有压缩弹簧，所述封堵球的外侧为固定设置且为锥形管结构的导流体，所述导流体的孔径大的一端朝向前方、孔径小的一端朝向后方。优选的，所述加长管的前方一端为螺纹管口Ⅱ，所述螺纹管口Ⅱ的中心设有阻挡盘，所述阻挡盘通过连接杆固定在螺纹管口Ⅱ的内壁上，所述阻挡盘的一侧为朝向前方的圆槽，所述阻挡盘的圆槽与其前方的滑杆配合。本技术的有益效果是：本技术在钻杆的括径槽内设置括径体，括径体能够通过注气管向括径槽内伸缩体中注入气体使括径体伸出，从而能够扩大钻孔半径，伸缩体内气体排出时，括径体在外部压力及伸缩体的恢复弹力作用下能够退回到括径槽内。本技术的钻杆上设有三组括径体，而且第一括径体、第二括径体、第三括径体能够伸出的长度逐渐增加，能够增加本技术进行钻孔时孔径的变化范围。伸缩体内还设置拉伸弹簧，可以提高伸缩体的恢复弹力。本技术可以使用多个钻杆依次对接，能够根据钻孔深度增加本技术的整体长度。本技术的注气管设置自密封注气系统，在前方通过充放气阀向注气管内注气时能够通过后方的密封结构密封，随着钻孔深度增加，能够在基础管上连接加长管，基础管和加长管上都设置自密封注气系统，能够在注气过程中对后方进行密封的同时还能使前方的密封机构失效，保证注入气体的流通。在加长管上设置阻挡盘，能够在安装加长管时用阻挡盘强迫前方的封堵球和滑杆向前移动，利用机械结构使前方的密封结构失效，效果稳定。附图说明图1为本专利技术的主视结构示意图；图2为钻头的剖视结构示意图；图3为图1的A-A剖视图；图4为图3的局部放大视图；图5为图1的B-B剖视图；图6为图5的局部放大视图；图7为图1的C-C剖视图；图8为图7的局部放大视图；图9为图3的D-D剖视图；图10为注气管中基础管的结构示意图；图11为注气管中加长管的结构示意图；图中：1、钻头；1-1、钻齿；1-2、螺纹连接管；1-3、出水孔；2、钻杆；2-1、括径槽；2-2、槽口挡板；2-3、螺纹管口Ⅰ；2-4、内螺纹Ⅰ；3、第一括径体；3-1、第一括径挡板；4、第二括径体；4-1、第二括径挡板；5、第三括径体；5-1、第三括径挡板；6、注气管；6-1、分支管；6-2、基础管；6-3、加长管；6-4、封堵球；6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置，包括连接在一起的钻头和钻杆，其特征在于：所述钻头的一端设有环形均布的钻齿、另一端为螺纹连接管，所述钻头的中部为锥形体且表面设有括径齿，所述钻杆为空心管结构，所述钻头的中心设有与所述钻杆连通的出水孔，所述钻杆的一端设有内螺纹Ⅰ、另一端设有螺纹管口Ⅰ，所述螺纹连接管与钻杆的内螺纹Ⅰ配合，所述钻杆的表面设有至少一组环形布置且内凹的括径槽，所述括径槽内放置有括径体，所述括径槽的槽口设有槽口挡板，所述括径体上端为斜面且设有括径齿，所述括径体的下方为管状结构且端部设有括径挡板，所述括径体的下方固连有位于管状结构内部的伸缩体，所述伸缩体固定在所述括径槽的底部，所述钻杆的内部设有位于中心的注气管，所述注气管的侧面连接有环形均布的分支管，所述分支管连接到所述括径槽的底部。/n

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置，包括连接在一起的钻头和钻杆，其特征在于：所述钻头的一端设有环形均布的钻齿、另一端为螺纹连接管，所述钻头的中部为锥形体且表面设有括径齿，所述钻杆为空心管结构，所述钻头的中心设有与所述钻杆连通的出水孔，所述钻杆的一端设有内螺纹Ⅰ、另一端设有螺纹管口Ⅰ，所述螺纹连接管与钻杆的内螺纹Ⅰ配合，所述钻杆的表面设有至少一组环形布置且内凹的括径槽，所述括径槽内放置有括径体，所述括径槽的槽口设有槽口挡板，所述括径体上端为斜面且设有括径齿，所述括径体的下方为管状结构且端部设有括径挡板，所述括径体的下方固连有位于管状结构内部的伸缩体，所述伸缩体固定在所述括径槽的底部，所述钻杆的内部设有位于中心的注气管，所述注气管的侧面连接有环形均布的分支管，所述分支管连接到所述括径槽的底部。


2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置，其特征在于：所述钻杆的表面的括径槽为三组，三组所述括径槽从左到右依次布置且依次放置有第一括径体、第二括径体、第三括径体，所述第一括径体下方的括径挡板向外翻折且为第一括径挡板，所述第一括径挡板与其对应的槽口挡板配合；所述第二括径体下方的括径挡板向内翻折且为第二括径挡板，所述第二括径体的管状结构内部设有位于伸缩体外侧的一级延长管，所述一级延长管的上方设有向外翻折的第一延长挡板、下方设有向外翻折的第二延长挡板，所述第一延长挡板与所述第二括径挡板配合，所述第二延长挡板与其对应的槽口挡板配合；所述第三括径体下方的括径挡板也向内翻折且为第三括径挡板，所述第三括径体的管状结构内部设有位于伸缩体外侧的二级延长管，所述二级延长管包括位于内侧的第一延长管、位于外侧的第二延长管，所述第一延长管的上方设有向外翻折的第三延长挡板、下方设有向外翻折的第四延长挡板，所述第二延长管的上方设有向外翻折的第五延长挡板、下方设有向内翻折的第六延长挡板，所述第五延长挡板与所述第三括径挡板配合，所述第四延长挡板与其对应的槽口挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文军，贾会锋，刘欣，董哲，贾炳，彭荣富，田好敏，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：新型
国别省市：河南;41