一种跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构制造技术

一种钻头、套管同步跟进连接结构，包括钻头和套管组件，所述钻头整体呈圆柱状结构，钻头的圆周均匀贯通开设有多个排渣槽，任意相邻的两个排渣槽之间均形成一个钻爪，每个所述钻爪的圆周面中心处均开设有卡管槽；所述套管组件包括主钻套和副钻套，所述主钻套的外圆周开设有转动凹槽，所述副钻套的内圆周设置有转动凸条，所述主钻套一端插入到副钻套内之后通过转动凹槽与转动凸条转动嵌合；主钻套的内圆周壁上还均匀布设有多个与所述卡管槽位置对应的凸部，套管组件通过凸部和卡管槽之间的嵌套配合完成与钻头之间的可拆卸套接。本申请真正实现了钻头钻孔、套管下孔的同步跟进，真正做到了同步跟管钻进，为煤矿采掘安全施工作业提供了技术保障。供了技术保障。供了技术保障。

【技术实现步骤摘要】
一种跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构


[0001]本技术涉及煤矿设备
，具体为一种煤矿井下跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构。

技术介绍

[0002]煤矿井下地质条件复杂多变，为了采掘区工作面的安全，以及便于大型采掘设备的进入，需要对采掘区的四周煤层煤壁进行高压注浆加固，具体的操作是在煤层壁内钻孔，一般分多级钻孔，深度一般为50米、100米和150米三种，分别对应不同的孔径，每打完一级，即在孔内下方套管，而后高压注浆。由于钻孔深度大，在钻杆抽出钻孔之后，孔内会由于压应力作用而出现局部塌孔、缩孔等现象，对下套管造成极大困扰。目前解决该问题的常用方式是跟管钻进，但现有技术中的跟管钻进一般均需要依托专用的跟管钻进设备，且仍无可避免的需要经过钻杆打孔、退钻杆、装送套管至少三个步骤流程，效率仍不高，无法真正实现钻杆钻孔、套管下孔的同步，而如何实现同步钻孔、下套管也成为本领域一直未解决的问题。
[0003]这对上述问题，核心在于套管和钻头之间无法实现真正的同步协作连接，即钻头在旋转钻进的同时，如果实现与套管之间的连接问题，这一问题的矛盾点在于：1钻头高速转动，而套管在深入钻孔内后无法转动，且让套管转动也不现实，两者状态不同步；2套管如果套接在钻头上，则外径必然大于钻头，这导致钻头钻进的钻孔内径还没有套管的外径大，使套管根本无法进入钻孔。故如何真正实现钻头钻孔、套管下孔的同步，如何将现有的三步流程简化为一步流程，成为了目前本领域一直无法有效解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术的目的在于提出一种煤矿井下跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构，在钻头与套管之间增加设置一个套管组件，同时改进钻头的结构，最终克服了上述问题的矛盾点，实现了钻头钻孔、套管下孔的同步，真正做到了同步跟管钻进。
[0005]本技术为了解决上述问题所采取的技术方案为：
[0006]一种跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构，包括钻头和套管组件，
[0007]所述钻头整体呈圆柱状结构，钻头的圆周均匀贯通开设有多个排渣槽，任意相邻的两个排渣槽之间均形成一个钻爪，每个所述钻爪的圆周面中心处均开设有用于卡接套管组件的卡管槽；
[0008]所述套管组件包括相互转动套接在一起的主钻套和副钻套，所述主钻套的外圆周开设有转动凹槽，所述副钻套的内圆周设置有与转动凹槽相匹配的转动凸条，所述主钻套一端插入到副钻套内之后通过转动凹槽与转动凸条转动嵌合，以使主钻套和副钻套之间通过转动凹槽与转动凸条的配合实现相对转动；
[0009]所述主钻套的内圆周壁上还均匀布设有多个与所述卡管槽位置对应的凸部，所述
套管组件通过凸部和卡管槽之间的嵌套配合完成与钻头之间的可拆卸套接。
[0010]作为优选的，每个所述钻爪顶端均凸出排渣槽设置，以共同形成一个凸出的切削端，所述切削端上沿钻头转动方向布设有金刚石复合片。
[0011]作为优选的，所述主钻套的顶端端面圆周均匀布设有多个与钻头相配合的切削头。
[0012]作为优选的，所述套管组件的内径与所述钻头的外径相匹配。
[0013]作为优选的，所述卡管槽的顶端与切削端端面贯通、底端垂直向下延伸至靠近钻爪底部处，以使卡管槽的两侧槽壁、底端槽壁与所述钻爪的表面之间形成卡接台阶；所述套管组件由钻头端部沿卡管槽套入到钻头上。
[0014]作为优选的，所述副钻套的尾端还连接有若干节相互对接在一起的套管，所述副钻套的尾段内圆周设置有用于连接套管的母螺纹连接头，每节所述套管的两端均分别设置有用于螺纹对接的公头和母头。
[0015]作为优选的，所述套管的外径大于所述钻头的外径、小于所述套管组件的外径。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0017]本申请所述的技术方案，在钻头与套管之间增加设置一个套管组件，同时改进钻头的结构，最终克服了现有技术中，关于无法实现钻头与套管之间真正的同步协作连接的问题，可真正实现钻头钻孔、套管下孔的同步跟进，将现有的跟管钻进的三步走流程浓缩合成为一步走，真正做到了同步跟管钻进，为煤矿采掘安全施工作业提供了可靠的技术基础，可极大提高目前井下采掘面四周钻孔、下套管的施工作业效率。
附图说明
[0018]图1为本技术的结构示意图；
[0019]图2为图1的分解结构示意图；
[0020]图3为图1的剖视结构示意图；
[0021]图4为钻头和套管组件的连接结构示意图；
[0022]图5为图4的俯视结构示意图；
[0023]图6为图5中沿D
‑
D截面剖切后的立体结构示意图；
[0024]图7为套管组件的结构示意图；
[0025]图8为主钻套的结构示意图；
[0026]图9为主钻套的俯视结构示意图；
[0027]图10为副钻套的结构示意图。
[0028]图中标记：1、钻头，2、排渣槽，3、钻爪，31、切削端，32、金刚石复合片，4、卡管槽，5、主钻套，51、转动凹槽，6、副钻套，61、转动凸条，62、母螺纹连接头，7、凸部，8、套管。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0030]如图所示，本技术为一种跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构，包括钻头1和套管组件，所述钻头1整体呈圆柱状结构，钻头1的圆周均匀贯通开设有多个排渣槽2，任意相邻的两个排渣槽2之间均形成一个钻爪3，每个所述钻爪3的圆周面中心处均
开设有用于卡接套管组件的卡管槽4；
[0031]参见图1、图6，在本实施例中，排渣槽2的设置数量以三个为宜，如此便可形成三个对应的钻爪3，钻爪3的顶端凸出延伸出排渣槽2一部分，所形成的凸出部类似于传统的三爪钻头结构，凸出部上沿转动方向设置金刚石复合片32，金刚石复合片32可以是一个通体结构的复合片，也可以是类似于传统三爪钻头上的均匀布设的多个复合圆片。
[0032]也即，每个所述钻爪3顶端均凸出排渣槽2设置，以共同形成一个凸出的切削端31，所述切削端31上沿钻头转动方向布设有金刚石复合片32。
[0033]所述套管组件包括相互转动套接在一起的主钻套5和副钻套6，所述主钻套5的外圆周开设有转动凹槽51，所述副钻套6的内圆周设置有与转动凹槽51相匹配的转动凸条61，所述主钻套5一端插入到副钻套6内之后通过转动凹槽51与转动凸条61转动嵌合，以使主钻套5和副钻套6之间通过转动凹槽51与转动凸条61的配合实现相对转动；所述主钻套5的内圆周壁上还均匀布设有多个与所述卡管槽4位置对应的凸部7，所述套管组件通过凸部7和卡管槽4之间的嵌套配合完成与钻头1之间的可拆卸套接。
[0034]参见图2，所述卡管槽4的顶端与切削端31端面贯通、底端垂直向下延伸至靠近钻爪3底部处，以使卡管槽4的两侧槽壁、底端槽壁与所述钻爪1的表面之间形成卡接台阶；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构，包括钻头（1）和套管组件，其特征在于：所述钻头（1）整体呈圆柱状结构，钻头（1）的圆周均匀贯通开设有多个排渣槽（2），任意相邻的两个排渣槽（2）之间均形成一个钻爪（3），每个所述钻爪（3）的圆周面中心处均开设有用于卡接套管组件的卡管槽（4）；所述套管组件包括相互转动套接在一起的主钻套（5）和副钻套（6），所述主钻套（5）的外圆周开设有转动凹槽（51），所述副钻套（6）的内圆周设置有与转动凹槽（51）相匹配的转动凸条（61），所述主钻套（5）一端插入到副钻套（6）内之后通过转动凹槽（51）与转动凸条（61）转动嵌合，以使主钻套（5）和副钻套（6）之间通过转动凹槽（51）与转动凸条（61）的配合实现相对转动；所述主钻套（5）的内圆周壁上还均匀布设有多个与所述卡管槽（4）位置对应的凸部（7），所述套管组件通过凸部（7）和卡管槽（4）之间的嵌套配合完成与钻头（1）之间的可拆卸套接。2.如权利要求1所述的一种跟管钻进施工中钻头和套管的同步跟进连接结构，其特征在于：每个所述钻爪（3）顶端均凸出排渣槽（2）设置，以共同形成一个凸出的切削端（31），所述切削端（31）上沿钻头转动方向布设有金刚石复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜帅伟，田卫东，贾明德，郑云中，王冠彪，
申请(专利权)人：河南龙腾新型钻具制造有限公司，
类型：新型
国别省市：