防塌孔反循环取样钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防塌孔反循环取样钻头，包括钻头体以及内套于钻头体内腔中呈环形的喷射器，所述喷射器外圆与钻头体内圆之间形成前端密封的环形风腔，所述喷射器内腔与钻头体前端开口处连通，所述钻头体侧壁开设有与风腔连通的外喷孔，所述风腔后端以及喷射器后端分别用于与外部供气设备相连。本实用新型专利技术利用压缩空气使煤屑强制压入取样口，可达到快速、准确的取样，可显著节省取样时间、提高取样深度、提高煤矿取样工作效率和安全性，降低瓦斯灾害事故。斯灾害事故。斯灾害事故。

【技术实现步骤摘要】
防塌孔反循环取样钻头


[0001]本技术涉及煤矿机械设备
，特别涉及一种防塌孔反循环取样钻头。

技术介绍

[0002]目前煤矿瓦斯灾害治理以区域防治为主、局部措施为补充，区域瓦斯参数的快速测定技术成为急需解决的问题，因而深孔取样是需要解决的首要问题。现有深层瓦斯的取样方式主要有：岩心管取样、螺旋钻进孔口接煤粉、压风引射取样等，这些取样方法在取样过程中其取样时间普遍在30min左右，而且取样深度在30m左右。其主要原因在于钻头，现有钻头存在取样速度慢和取样深度浅，造成实际取样工作中取样时间长和不能定点取样的问题，严重阻碍了煤层开采的生产效力，制约着生产力的发展。
[0003]因此需要一种防塌孔反循环取样钻头，可节省取样时间、增加取样深度、提高煤矿取样工作效率和安全性的一种防塌孔反循环取样钻头。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供一种防塌孔反循环取样钻头，可节省取样时间、增加取样深度、提高煤矿取样工作效率和安全性的一种防塌孔反循环取样钻头。
[0005]本技术的防塌孔反循环取样钻头，包括钻头体以及内套于钻头体内腔中呈环形的喷射器，所述喷射器外圆与钻头体内圆之间形成前端密封的环形风腔，所述喷射器内腔与钻头体前端开口处连通，所述钻头体侧壁开设有与风腔连通的外喷孔，所述风腔后端以及喷射器后端分别用于与外部供气设备相连。
[0006]进一步，所述喷射器上开设有使其内腔与风腔连通的内喷孔，所述内喷孔从内至外沿轴向斜向前开设。
[0007]进一步，所述钻头体前端从内至外设置有若干层切削刀。
[0008]进一步，所述喷射器包括第一管体以及与第一管体可拆卸密封连接的第二管体，所述第一管体前端与钻头体内壁密封配合。
[0009]进一步，所述第二管体外圆与钻头体内壁之间通过周向排列的若干块支撑块形成支撑。
[0010]进一步，所述相邻切削刀层之间设置有排渣孔，所述排渣孔连通至钻头体外圆处。
[0011]进一步，各切削刀从内至外依次沿轴向升高。
[0012]进一步，所述切削刀从内至外设置有三层。
[0013]进一步，所述外喷孔从内至外沿轴向斜向前开设。
[0014]本技术的有益效果：
[0015]本技术利用压缩空气使煤屑强制压入取样口，并且在喷射器内产生抽吸效果，通过气压压入以及抽吸达到快速、准确的取样，可显著节省取样时间、提高取样深度、提高煤矿取样工作效率和安全性，降低瓦斯灾害事故；
[0016]本技术通过设置多层高度依次降低的切削刀，使外层切削刀能够对钻孔底部
孔壁有支撑作用，防止孔壁突然塌陷大量煤屑堵塞钻头前端取样口，外层切削刀内圈凹槽为切削下的煤屑提供固定的容纳空间，在中层和内层切削刀的共同作用下，将煤屑继续破坏为粒径均一、符合取样粒径要求、易于气力输送的合格样品钻屑，能够保证取样过程中稳定、持续、粒径均一的钻屑供应量；
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。
[0018]图1为本技术结构示意图；
[0019]图2为喷射器结构示意图；
具体实施方式
[0020]如图所示，本实施例提供了一种防塌孔反循环取样钻头，包括钻头体1以及内套于钻头体内腔中呈环形的喷射器2，所述喷射器外圆与钻头体内圆之间形成前端密封的环形风腔3，所述喷射器内腔与钻头体前端开口处连通，所述钻头体1侧壁开设有与风腔连通的外喷孔4，所述风腔3后端以及喷射器2后端分别用于与外部供气设备相连。钻头体前端是指钻头体的钻进端，后端是指与钻杆连接端，前端密封的环形风腔是指环形风腔靠近钻头体前端的一端密封、另一端为开口，其中环形风腔与外部供气设备相连，喷射器2后端与另一供气设备相连，供气设备可以为空气压缩机，其中该钻头与双壁钻杆直接连接并与供气设备连接，环形风腔以及喷射器与供风设备相连的结构不在本实施例的讨论范围内，此处不再赘述；钻头体1的前端开口处即为取样口，外喷孔为3个、4个或其他数量，外喷孔周向均布设置在钻头体上，有利于从外喷孔喷出的压缩空气均匀作用于取样口；
[0021]防塌孔反循环取样钻头与双壁钻杆和钻机等设备配合使用，正常钻进时，喷射器2和风腔中内均通入气体，其中喷射器中的气压大于风腔中内的气压，进行钻进排渣和切削刀的冷却，利于钻孔的顺利进行，而且防止碎屑进入取样口处；取样时，风腔3通入高压气体，喷射器2不通入气体，风腔3内的气体从外喷孔4喷出的气流进入取样口后经过喷射器前端回流实现气流的反循环；此时压缩空气的压送作用将样品经过取样口送入喷射器内，实现煤层的取样过程。
[0022]该结构可达到快速、准确、安全取样的目的，能够节省取样时间、提高了取样深度及煤矿取样工作效率和安全性，显著降低了瓦斯灾害事故；通过外喷孔和喷射器的组合可以实现双壁钻杆内气流及固气比的控制，实现煤层的快速取样。与现有的岩心管取样、螺旋钻进孔口接煤粉、常规压风引射等取样过程相比，该结构简单、取样过程快速方便。
[0023]本实施例中，所述喷射器2上开设有使其内腔与风腔连通的内喷孔5，所述内喷孔5从内至外沿轴向斜向前开设。内喷孔的孔径小于外喷孔的孔径，在取样过程中，对风腔内通入高压气体，少部分气体经过内喷孔流动至喷射器内部，由于内喷孔斜向开设，流动至喷射器内部的气流会向后流动，使喷射器内产生抽吸效果，辅助取样，同时可以提高取样速度。
[0024]本实施例中，所述钻头体前端从内至外设置有若干层切削刀。结合图1所示，钻头体上端外径扩大，位于最内层的切削刀合围成的内腔即为取样口，钻头体通过最外层切削刀对钻孔底部孔壁进行支撑，可防止取样过程中孔壁突然塌陷造成大量煤屑堆积在钻头体前端部位从而堵塞取样口，为取样过程提供稳定、持续、粒径均一的钻屑量；多层切削刀利
于对破碎煤岩。
[0025]本实施例中，所述喷射器2包括第一管体2a以及与第一管体可拆卸密封连接的第二管体2b，所述第一管体前端与钻头体1内壁密封配合。所述第一管体和第二管体的前端口呈向前扩大的喇叭管口，有利于喷射器在取样时可以产生较好抽吸效果，提高取样速度；第二管体的前端口与第一管体的后端螺纹密封连接，钻头体1也为螺纹连接的两段式结构，该结构利于喷射器的安装，内喷孔开设于第一管体的靠近后端部，且内喷孔与第二管体的喇叭状前端口内腔连通，在取样时，一部分压缩空气经风腔后由外喷孔喷出，另一部分经内喷孔进入第二管体前端口处，在外喷孔的反循环作用及内喷孔作用下，喷射器的前端口处产生抽吸效果，从而使煤粉通过喷射器前端口进入双壁钻杆内管，并输送至孔口，实现快速取样，通过环形喷射器的内喷孔调节合理的固气比，实施过程简单，便于控制。
[0026]本实施例中，所述第二管体2b外圆与钻头体内壁之间通过周向排列的若干块支撑块6形成支撑。支撑块的数量可依据实际结构调整，结合图1所示，支撑块对第二管体外圆形成周向支撑，以提高喷射器的稳定性，改善喷射器的振动现象。
[0027]本实施例中，所述相邻切削本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防塌孔反循环取样钻头，其特征在于：包括钻头体以及内套于钻头体内腔中呈环形的喷射器，所述喷射器外圆与钻头体内圆之间形成前端密封的环形风腔，所述喷射器内腔与钻头体前端开口处连通，所述钻头体侧壁开设有与风腔连通的外喷孔，所述风腔后端以及喷射器后端分别用于与外部供气设备相连；所述喷射器上开设有使其内腔与风腔连通的内喷孔，所述内喷孔从内至外沿轴向斜向前开设；所述喷射器包括第一管体以及与第一管体可拆卸密封连接的第二管体，所述第一管体前端与钻头体内壁密封配合；所述钻头体为螺纹连接的两段式结构；所述第二管体外圆与钻头体内壁之间通过周向排列的若干块支撑块形成支撑；所述外喷孔从内至外沿轴向斜向前开设；外喷孔的中心轴线与钻头体轴线的夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：游先中，王伟，张玉柱，武瑞龙，王超群，李文彬，申海龙，孙振炎，
申请(专利权)人：贵州发耳煤业有限公司，
类型：新型
国别省市：