本发明专利技术的主要内容是提供一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其原理是通过在孔外布置的回转执行器推动钻杆中的活动推杆进行运动，活动推杆作用于螺旋浮动翼排渣器，通过推力推动内部的推进轴，推进轴移动的同时螺旋翼突出于排渣器表面，从而形成孔内的机械扩孔造穴，当回转执行器卸载推力后活动推杆及螺旋浮动翼排渣器中的推进轴复位回撤，螺旋翼回收于排渣器内，从而完成一个孔内扩孔造穴过程。
【技术实现步骤摘要】
一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术
一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其主要应用于钻孔内的定点扩孔造穴使用，尤其针对于煤矿开采中的瓦斯增透及矿压治理领域的实施与应用。
技术介绍
瓦斯增透是提高瓦斯抽采效率的关键技术，也是控制煤矿安全生产的关键技术指标，目前实现瓦斯增透的方法多种多样，在某些地区已经通过进行底抽巷钻孔用以实现瓦斯抽采并保障安全开采的有效进行，在此基础上为提高瓦斯抽采效率，多采用水力冲孔或高压机械扩孔的形式进行孔内造穴，进行增透，上述两者均需通过高压水作为动能实现孔内造穴，水力冲孔是利用高压排渣器（也叫高压水刀），利用其布置于外表面的高压射流起喷嘴，当有高压水通过时，通过高压喷嘴形成超高速的高压水射流，通过高压水射流对煤层进行切割造穴，从而进行瓦斯增透，经过长期应用其弊端在于孔内成形不规则，受煤层硬度关系影响较大，不能准确达到预期效果；高压机械扩孔是通过单翼、双翼甚至多翼布置的刀翼对煤层进行均匀扩孔，其原理是利用高压水推动内部的柱塞结构，通过柱塞带动刀翼的开合，从而进行孔内造穴，该过程实施能有效控制孔内造穴直径，但是实施时危险性较大，高压水泄露容易造成人身伤害，孔内刀翼复位控制性差，刀翼遇有煤岩交界时由于受力不均容易脱落，综上所述，提供一种高效稳定的孔内造穴装置是首要解决的技术难题，同样针对于矿压治理也存在同样的技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术提供的是一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其原理是通过在孔外布置的回转执行器推动钻杆中的活动推杆进行运动，活动推杆作用于螺旋浮动翼排渣器，通过推力推动内部的推进轴，推进轴移动的同时螺旋翼突出于排渣器表面，从而形成孔内的机械扩孔造穴，当回转执行器卸载推力后活动推杆及螺旋浮动翼排渣器中的推进轴复位回撤，螺旋翼回收于排渣器内，从而完成一个孔内扩孔造穴过程。其中所述的回转执行器是一种可进行高速旋转的回转执行机构，回转执行器一端设置有与机械顶杆式钻杆进行连接，通过回转机构与机械顶杆式钻杆进行同步旋转，必要时可以通过回转机构向机械顶杆式钻杆中注水，从而达到对头部钻进钻头降温的目的，推进机构是设置于内部的液压推进器结构，通过液压推力推动机械顶杆式钻杆中的活动推杆进行运动。其中所述的机械顶杆式钻杆为内外两层结构，外部设置有中间杆体，在中间杆体两侧设置有外连接头和内连接头，外连接头和内连接头上分别设置有可用于相互连接的连接装置，可设置为螺纹或插接结构也便多根机械顶杆式钻杆的相互连接，机械顶杆式钻杆内部设置有活动推杆，活动推杆通过支撑环进行固定，支撑环为薄环形镂空结构，通过镂空结构保障打钻时冷却水的通过，在活动推杆的一端设置有复位弹簧，通过复位弹簧可控制活动推杆在推力卸载时可以迅速回位，活动推杆为柱形结构。其中所述的螺旋浮动翼排渣器其主要用于孔内煤层扩孔使用，所述的螺旋浮动翼为扩孔刀翼，当其突出于排渣器表面时具有孔内造穴的作用，螺旋浮动翼为多翼布置的间断式螺旋状结构，通过螺旋状结构可以提高扩孔时的排渣效率，通过螺旋引导扩孔钻渣有序排出，防止钻渣积压完成的卡钻现象，螺旋浮动翼为沿垂直于排渣器中心轴线进行的上下运动，通过排渣器内部的推进导杆推动螺旋浮动翼进行上下同时运动，螺旋浮动翼的顶部沿钻进切削方向布置有用于切削钻进的切削刀片，切削刀片多为硬质合金或金刚石复合片焊接组成。在螺旋浮动翼排渣器顶部连接有可用于正常钻进的多级扩孔钻头，钻头为多翼多组合形状，也可进行多翼单级结构，根据钻孔直径的需要可进行不同结构的钻头搭配，在正常钻进时钻头依靠钻机传递于机械顶杆式钻杆的旋转力进行孔内钻进，当进行孔内造穴时钻头随螺旋浮动翼排渣器进行孔内造穴钻渣的粉碎排除。附图说明图1是一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术螺旋翼闭合剖视图；图2是一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术螺旋翼张开剖视图；其中1—回转执行器，2—机械顶杆式钻杆，3—螺旋浮动翼排渣器，4—扩孔钻头其中101—液压推进器，102—活动推杆，103—回转接头其中201—内连接头，202—支撑环，203—钻杆活动推杆，204—外连接头，205—中间杆体，206—复位弹簧其中301—推进导杆，302—螺旋浮动翼，303—螺旋线，304—切削刀片。具体实施方式根据所述的一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其具体实施方式如下：回转执行器1一端设置有与机械顶杆式钻杆2进行连接，通过回转机构1与机械顶杆式钻杆2进行同步旋转，必要时可以通过回转机构向机械顶杆式钻杆2中注水，回转执行器1一端设置有液压推进器101，通过液压推进器101推动活动推杆102进行运动，其另一端设置有回转接头103，通过回转接头103与钻杆中的内连接头201进行连接。机械顶杆式钻杆2为内外两层结构，外部设置有中间杆体205，在中间杆体205两侧设置有外连接头204和内连接头201，外连接头204和内连接头201上分别设置有可用于相互连接的连接装置，可设置为螺纹或插接结构也便多根机械顶杆式钻杆2的相互连接，机械顶杆式钻杆2内部设置有钻杆活动推杆203，钻杆活动推杆203通过支撑环202进行固定，支撑环202为薄环形镂空结构，在钻杆活动推杆203的一端设置有复位弹簧206。螺旋浮动翼排渣器3为多翼布置的间断式螺旋线303状结构，通过螺旋线303状结构布置有间断的螺旋浮动翼302，螺旋浮动翼303为沿垂直于排渣器中心轴线进行的上下运动，通过排渣器内部的推进导杆301推动螺旋浮动翼303进行上下同时运动，螺旋浮动翼303的顶部沿钻进切削方向布置有用于切削钻进的切削刀片304，切削刀片304多为硬质合金或金刚石复合片焊接组成。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其特征在于通过在孔外布置的回转执行器推动钻杆中的活动推杆进行运动，活动推杆作用于螺旋浮动翼排渣器，通过推力推动内部的推进轴，推进轴移动的同时螺旋翼突出于排渣器表面，从而形成孔内的机械扩孔造穴，当回转执行器卸载推力后活动推杆及螺旋浮动翼排渣器中的推进轴复位回撤，螺旋翼回收于排渣器内。/n
【技术特征摘要】
1.一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其特征在于通过在孔外布置的回转执行器推动钻杆中的活动推杆进行运动，活动推杆作用于螺旋浮动翼排渣器，通过推力推动内部的推进轴，推进轴移动的同时螺旋翼突出于排渣器表面，从而形成孔内的机械扩孔造穴，当回转执行器卸载推力后活动推杆及螺旋浮动翼排渣器中的推进轴复位回撤，螺旋翼回收于排渣器内。
2.根据权利要求1所述的一种机械式浮动翼排渣扩孔造穴技术，其特征在于机械顶杆式钻杆为内外两层结构，外部设置有中间杆体，在中间杆体两侧设...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海峰，王海瑞，
申请(专利权)人：山东益矿钻采科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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