一种伸展式双钻头防卡钻系统及使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种伸展式双钻头防卡钻系统及使用方法，属于钻孔施工设备技术领域。系统包括第一钻杆、连接装置、展钻装置、退钻钻头、第二钻杆和钻进钻头，其中，第一钻杆一端设置有连接装置，连接装置外侧设置有展钻装置，展钻装置连接有退钻钻头，连接装置另一端设置有第二钻杆，第二钻杆连接有钻进钻头。本发明专利技术通过设置退钻钻头来对岩石硬结核或者大段落埋钻岩石进行钻孔，能够快速解决岩石硬结核卡钻，大范围埋钻的情况，结构简单，可靠性高，适用范围广。用范围广。用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种伸展式双钻头防卡钻系统及使用方法


[0001]本专利技术涉及一种伸展式双钻头防卡钻系统及使用方法，属于钻孔施工设备


技术介绍

[0002]钻孔施工是指在工程现场通过钻机连接钻具在地质体上加工钻孔的操作，目前，钻孔施工广泛应用于各种地质勘探、煤矿瓦斯抽放、钻孔卸压、注排水以及对巷道和边坡锚固的过程中。然而，随着钻孔深度的增加，钻屑堆积在钻孔中无法及时排出，特别是在煤矿钻孔卸压应用过程中，钻孔周围围岩处于高应力下，钻孔内壁容易产生破坏，钻孔内壁岩石脱落，产生难以清理的大块的硬结核，容易造成钻无法转动、卡钻等问题，严重时还会出现埋钻、丢钻的情况。同时，在较为松软的地质情况下钻孔，钻孔内容易产生大段落的垮落，发生卡钻、埋钻的情况。卡钻、埋钻情况一旦出现，不仅会造成钻杆和钻头的损坏和损失，还会直接影响钻孔施工进度，降低工作效率。
[0003]在现有的技术中，中国专利文件201310051709.X公开了一种煤层钻孔防塌孔随钻钻进下套筒装置及钻孔方法，该装置是在钻杆外侧增加套筒，通过套筒来保证钻孔内部不会产生破坏，对钻孔起到一个支护作用。然而，该装置是使用套筒支护钻孔，钻完后从套筒内退出钻杆，套筒留在钻孔内，增加钻孔施工成本，同时，由于钻孔过程中不光要增加钻杆，还要增加套筒，使钻孔施工工艺更加复杂，钻进效率低，而且由于套筒装置的存在，技术应用复杂，限制了钻孔深度。
[0004]现有的技术中，中国专利文件CN201810649675.7公开了一种反向旋转喷水式防卡钻钻杆系统及使用方法,包括依次设置的前钻杆、喷水装置、旋转装置和后钻杆，通过钻杆反向旋转对卡钻的钻屑和岩石进行清理，通过喷水装置对细小碎钻屑进行清理。该系统运用钻杆对钻屑进行清理，钻杆旋转起来清理力度较小，对一些比较顽固的大块硬岩卡钻岩石清理力度较弱。同时，钻杆与钻头相比直径过细，对于在钻头后方大块岩石卡住钻头的情况难以清理，而且在钻孔内产生大段落垮落的情况下无法顺利退钻，容易造成丢钻，无法彻底解决卡钻、埋钻及丢钻等问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种伸展式双钻头防卡钻系统，通过设置退钻钻头来对岩石硬结核或者大段落埋钻岩石进行钻孔，能够快速解决岩石硬结核卡钻，大范围埋钻的情况，结构简单，可靠性高，适用范围广。
[0006]本专利技术还提供上述伸展式双钻头防卡钻系统的使用方法。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种伸展式双钻头防卡钻系统，包括第一钻杆、连接装置、展钻装置、退钻钻头、第二钻杆和钻进钻头，其中，
[0009]第一钻杆一端设置有连接装置，连接装置外侧设置有展钻装置，展钻装置连接有
退钻钻头，连接装置另一端设置有第二钻杆，第二钻杆连接有钻进钻头。
[0010]根据本专利技术优选的，第一钻杆包括钻体和挡板，钻体为柱形体，钻体内设置有第一输水孔，钻体上设置有挡板，挡板为中空半圆柱形，挡板两侧分别设置有退钻限位卡槽和钻进限位卡槽，挡板外侧设置有自上而下呈螺旋状的展钻卡槽，展钻卡槽上端为伸展位，下端为收缩位，第一钻杆通过挡板连接有连接装置。
[0011]根据本专利技术优选的，连接装置包括连接主体、展钻活动环、展钻移动杆、展钻推杆柱和密封板，连接主体为中空圆柱，连接主体外侧中部套装有环形滑轨，环形滑轨外侧套装有展钻活动环，展钻活动环一侧设置有展钻移动杆，展钻移动杆末端连接有展钻推杆柱，展钻推杆柱垂直穿过连接主体，连接主体上设置有用于展钻推杆柱运动的移动开口，展钻推杆柱末端设置于挡板的展钻卡槽内，连接主体内部中间位置设置有密封板，连接主体内一端设置有限位柱，限位柱连接有挡板的退钻限位卡槽或钻进限位卡槽，用于旋转限位。
[0012]根据本专利技术进一步优选的，密封板下侧设置有圆环限位卡槽，挡板上侧设置有限位台阶，通过限位台阶与圆环限位卡槽配合限制挡板的轴向运动。
[0013]根据本专利技术优选的，连接主体与第一钻杆的连接端设置有密封圈，连接主体内设置有密封垫。
[0014]根据本专利技术优选的，展钻装置包括滑轨和展钻支撑杆，退钻钻头包括伸缩钻头和菱形破碎齿，连接主体另一端外侧环绕均布设置有滑轨，滑轨接近第二钻杆的一端铰接有伸缩钻头，伸缩钻头上设置有菱形破碎齿，伸缩钻头中部铰接有展钻支撑杆，展钻支撑杆另一端铰接于展钻活动环。
[0015]根据本专利技术优选的，连接主体外侧设置有保护壳体，用于保护内部的展钻活动环、展钻移动杆、展钻支撑杆等结构。
[0016]根据本专利技术优选的，第一钻杆的钻体内设置有第一输水孔，第一输水孔外接水源，连接主体内部空间作为第二输水孔，第二钻杆内设置有第三输水孔，密封板上设置有端部通水口，展钻装置内侧的连接主体内设置有输水管，输水管一端连接有环绕设置于连接主体上的退钻喷水口，另一端通过内壁通水孔连接连接主体内部空间，通过外接水源进行钻进和退钻时的清洁处理。
[0017]上述伸展式双钻头防卡钻系统的使用方法，步骤如下：
[0018](1)将第一钻杆外接钻机，在正常的钻进过程中，钻机正转，钻体带动挡板旋转，挡板上钻进限位卡槽旋转至限位柱处，限位柱卡进钻进限位卡槽内，进而带动连接装置旋转，此时，展钻推杆柱位于展钻卡槽的收缩位，退钻钻头处于收缩状态，同时，挡板挡住连接装置上的内壁通水孔，水流通过端部通水口进入到第二钻杆内，从而流向钻进钻头处，清理钻头，清理钻屑；
[0019](2)当发生卡钻、埋钻时，钻机反转，进行退钻，钻体旋转，带动挡板反向旋转，挡板上退钻限位卡槽旋转至限位柱处，限位柱卡在退钻限位卡槽内，旋转过程中，展钻推杆柱从展钻卡槽的收缩位运动至伸展位，带动展钻移动杆和展钻活动环向第二钻杆方向移动，展钻活动环推动展钻支撑杆支撑起伸缩钻头，然后，退钻钻头旋转，通过菱形破碎齿钻进卡钻、埋钻岩石，破碎岩石，实现顺利退钻，同时，内壁通水孔打开，端部通水口被挡板密封住，水流通过内壁通水孔，经过输水管，在退钻喷水口喷出，对退钻钻头进行清理。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，收缩状态的退钻钻头直径小于钻孔直径，不会影
响钻机正常的钻进。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、本专利技术设计退钻钻头，用以辅助喷水清理钻屑，当深孔卡钻时，特别是岩石硬结核卡钻或者是大段落埋钻时，通过设置退钻钻头来对岩石硬结核或者大段落埋钻岩石进行钻孔，能够快速解决岩石硬结核卡钻，大范围埋钻的情况。
[0023]2、本专利技术结构简单，可靠性高，适用范围更广，对于不同程度的卡钻、埋钻情况都能适用。
[0024]3、本专利技术通过水流清理钻进过程产生的钻屑，防止钻屑在钻孔内部堆积造成的卡钻，同时此装置操作简单，很好的解决了退钻过程中的难退钻卡钻的现象，极大提高了退钻的速度。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术的第一钻杆结构示意图；
[0027]图3是本专利技术的连接装置示意图；
[0028]图4是本专利技术的连接装置沿图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伸展式双钻头防卡钻系统，其特征在于，包括第一钻杆、连接装置、展钻装置、退钻钻头、第二钻杆和钻进钻头，其中，第一钻杆一端设置有连接装置，连接装置外侧设置有展钻装置，展钻装置连接有退钻钻头，连接装置另一端设置有第二钻杆，第二钻杆连接有钻进钻头。2.如权利要求1所述的伸展式双钻头防卡钻系统，其特征在于，第一钻杆包括钻体和挡板，钻体为柱形体，钻体内设置有第一输水孔，钻体上设置有挡板，挡板为中空半圆柱形，挡板两侧分别设置有退钻限位卡槽和钻进限位卡槽，挡板外侧设置有自上而下呈螺旋状的展钻卡槽，展钻卡槽上端为伸展位，下端为收缩位，第一钻杆通过挡板连接有连接装置。3.如权利要求2所述的伸展式双钻头防卡钻系统，其特征在于，连接装置包括连接主体、展钻活动环、展钻移动杆、展钻推杆柱和密封板，连接主体为中空圆柱，连接主体外侧中部套装有环形滑轨，环形滑轨外侧套装有展钻活动环，展钻活动环一侧设置有展钻移动杆，展钻移动杆末端连接有展钻推杆柱，展钻推杆柱垂直穿过连接主体，连接主体上设置有用于展钻推杆柱运动的移动开口，展钻推杆柱末端设置于挡板的展钻卡槽内，连接主体内部中间位置设置有密封板，连接主体内一端设置有限位柱，限位柱连接有挡板的退钻限位卡槽或钻进限位卡槽。4.如权利要求3所述的伸展式双钻头防卡钻系统，其特征在于，密封板下侧设置有圆环限位卡槽，挡板上侧设置有限位台阶。5.如权利要求3所述的伸展式双钻头防卡钻系统，其特征在于，连接主体与第一钻杆的连接端设置有密封圈，连接主体内设置有密封垫。6.如权利要求3所述的伸展式双钻头防卡钻系统，其特征在于，展钻装置包括滑轨和展钻支撑杆，退钻钻头包括伸缩钻头和菱形破碎齿，连接主体另一端外侧环绕均布设置有滑轨，滑轨接近第二钻杆的一端铰接有伸缩钻头，伸缩钻头上设置有菱形破...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学生，裴洪喜，谭云亮，李学斌，王洪磊，范德源，石智涵，高宇栋，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：