一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于松软煤层瓦斯防治技术领域，尤其涉及一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置，包括台式钻机，位于钻杆前端的钻头保护器，钻头保护器前端还设有伸缩钻杆，伸缩钻杆前端设有钻头，还包括设置于伸缩钻杆处的泄压排渣器；台式钻机与水箱通过高压水泵联通，高压水通过钻杆和钻杆前端的伸缩钻杆联通并通过伸缩钻杆上的孔流出，钻头保护器套设于钻杆前端，钻头保护器外设有空心圆柱保护罩，钻杆与伸缩钻杆通过螺纹连接且通过压力限制卡定位，本装置设计合理、结构简单、安全可靠，解决了松软煤层打钻、喷孔、塌孔、吸钻及卡钻等问题，提高成孔率，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置


[0001]本技术属于松软煤层瓦斯防治
，尤其涉及一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置。

技术介绍

[0002]中国是一个煤炭消费大国，而我们也生活在一个能源驱动的世界。大多数矿井煤层具有透气性差、瓦斯含量丰富及煤质松软等诸多问题，在打钻过程中，由于钻孔深度的增加，煤孔中瓦斯迅速增加，形成高瓦斯梯度，导致喷孔现象。同时，在喷孔发生过程中，钻杆未及时旋出，孔内煤渣将钻杆四周紧紧压实，使其无法工作，甚至发生钻杆扭断。此外，当孔内煤渣堆积到一定程度后，形成钻孔排渣困难，造成卡钻事故，增加瓦斯抽采难度，影响煤矿生产的正常进行。因此，发展新型钻孔装备，解决松软煤层打钻、防塌孔、吸钻及卡钻问题亟待解决。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置，以解决上述
技术介绍
中提出的松软煤层钻杆扭断、排渣困难、塌孔等问题。同时，不仅确保钻孔的成孔率，还能增加钻杆的使用寿命，降低生产成本。有利于后期瓦斯抽采效率，提高松软煤层增透效果；该装置操作简单、设备可靠、施工效率高。
[0004]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0005]一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置，包括台式钻机，位于钻杆前端的钻头保护器，钻头保护器与钻杆前端螺纹连接，钻头保护器前端还设有伸缩钻杆，伸缩钻杆前端设有旋转钻头，钻机产生驱动转矩，从而带动钻头保护器和伸缩钻杆进入钻孔，钻杆传动带动钻头切割煤层，完成打钻；还包括设置于伸缩钻杆处的泄压排渣器；所述台式钻机与水箱通过高压水泵联通，高压水通过钻杆和钻杆前端的伸缩钻杆联通并通过伸缩钻杆上的孔流出，用于稀释煤渣，防止引流管堵塞，所述钻头保护器为空心圆柱体，钻头保护器螺旋套设于钻杆前端，钻头保护器外设有空心圆柱保护罩，钻杆与伸缩钻杆通过卡槽连接且通过压力限制卡定位，钻杆正转带动钻头保护器进入煤层深处，反转钻杆携带钻头脱离钻头保护器，所述压力限制卡包括设置于伸缩钻杆上的凹槽，设置于凹槽内的球形弹簧和斜面压板，斜面压板一端与伸缩钻杆固定连接，另一端与球形弹簧固定连接。
[0006]进一步的，所述保护罩上下表面设有多个凹形卡槽，每个凹形卡槽内均设有一个弹簧，弹簧顶部与弧形支撑板固定连接，弧形支撑板的形状与保护罩外壁相适应，弧形支撑板的作用是当钻头保护器进入钻孔时，对于出现的一些震动有缓冲作用，所述保护罩的左下方设有一个下通孔，右上方设有一个上通孔。
[0007]进一步的，所述泄压排渣器包括引流管，与引流管固定连接的负压引射器，负压引射器出口与排渣过滤器相连。
[0008]进一步的，所述引流管依次穿过保护罩的下通孔和上通孔，引流管前端为硬质管
道且延伸至煤层内钻头处，所述的排渣过滤器通过引流管连接负压引射器，依次穿过下通孔、上通孔，在负压引射器的作用下对钻孔内瓦斯、煤渣与水的混合物进行分离处理。
[0009]本技术具有的优点是：本装置通过设置钻头保护器有利于防止塌孔、卡钻、吸钻等事故，通过压力水泵向钻孔内注水，稀释煤渣，负压引射器通过设置负压值能够对煤孔内物质进行引流，有利于疏通煤渣，防止钻孔堵塞，排渣过滤器对钻孔内排出的煤渣进行分离处理，减少环境污染；伸缩钻杆的设置能够在钻头卡钻时，压力限制卡受压时回收至钻头保护器内，起到保护钻头的作用，在极端工作环境下，如卡钻发生时，也可以反转钻杆，丢弃钻头保护器和保护罩以保护钻头部分，本装置能够快速解决钻孔封堵、保护钻杆、钻头及排渣，设备可靠，使用便捷、施工效率高。
附图说明
[0010]图1是本技术结构示意图。
[0011]图2为本技术引流时的剖视结构示意图。
[0012]图3为本技术钻头保护器工作状态示意图。
[0013]图4为本技术侧视剖面结构示意图。
具体实施方式
[0014]如图所示，一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置，包括台式钻机10，位于钻杆11前端的钻头保护器13，钻头保护器与钻杆前端通过螺纹连接，钻头保护器前端还设有伸缩钻杆17，伸缩钻杆前端设有钻头18，钻头18由两部分组成，下面腰鼓形、上面圆锥形，在压力限制卡2的作用下，能够镶嵌于伸缩钻杆17前端，防止钻头丢失，钻机产生驱动转矩，从而带动钻头保护器和伸缩钻杆进入钻孔，钻杆传动带动钻头切割煤层，完成打钻；还包括设置于伸缩钻杆处的泄压排渣器，所述泄压排渣器包括引流管16，与引流管固定连接的负压引射器7，负压引射器出口与排渣过滤器6相连；所述台式钻机10与水箱8通过高压水泵9联通，高压水通过钻杆和钻杆前端的伸缩钻杆联通并通过伸缩钻杆上的孔流出，用于稀释煤渣，防止引流管堵塞，所述钻头保护器为空心圆柱体，钻头保护器螺旋套设于钻杆前端，钻头保护器外设有空心圆柱保护罩12，钻杆与伸缩钻杆通过螺纹连接且通过压力限制卡2定位，钻杆正转带动钻头保护器进入煤层1深处，反转钻杆携带钻头脱离钻头保护器，所述压力限制卡包括设置于伸缩钻杆上的凹槽3，设置于凹槽内的球形弹簧和斜面压板，斜面压板一端与伸缩钻杆固定连接，另一端与球形弹簧固定连接，工作时，由于在伸缩钻杆13与钻杆连接处对称设置压力限制卡2，当钻孔发生喷孔、塌孔时，由于煤层内部瓦斯高浓度聚集，瓦斯压力增大，煤渣堆积，压力限制卡2受到瓦斯气体和煤渣挤压，斜面压板带动球形弹簧持续向下运动，进而伸缩钻杆17和钻头18进入钻头保护器13，钻杆11反转携带钻头18脱离保护器13。防止钻杆断裂、钻头丢失，解决卡钻等问题；所述保护罩12上下表面设有多个凹形卡槽，每个凹形卡槽内均设有一个弹簧4，弹簧顶部与弧形支撑板14固定连接，弧形支撑板的形状与保护罩外壁相适应，弧形支撑板的作用是当钻头保护器进入钻孔时，对于出现的一些震动有缓冲作用，进一步的，弹簧4与弧形支撑板14连接，形成护孔装置，对钻孔起支护作用，防止塌孔，所述保护罩的左下方设有一个下通孔5，右上方设有一个上通孔15，所述引流管依次穿过保护罩的下通孔和上通孔，引流管前端为硬质管道且延伸至煤层内钻头
处，所述的排渣过滤器通过引流管连接负压引射7，依次穿过下通孔、上通孔，在负压引射器的作用下对钻孔内瓦斯、煤渣与水的混合物进行分离处理。
[0015]打钻过程中钻头保护器13的使用方法，如下所示：在喷孔发生过程中，伸缩钻杆17未及时旋出，孔内煤渣将伸缩钻杆17四周紧紧压实，煤渣堆积，瓦斯压力增大，压力限制卡2受到瓦斯与煤渣挤压，斜面压板带动球形弹簧持续向下运动，进而伸缩钻杆17和钻头18进入钻头保护器13，钻杆11反转携带钻头18脱离钻头保护器13，钻头保护器13外部设有空心圆柱保护罩12，其上、下端设有若干个凹形卡槽3，卡槽装有弹簧4，弹簧4与弧形支撑板14连接，形成护孔装置，对钻孔起支护作用，防止塌孔；引流管作为排渣泄压装置，外部连接负压引射器7，依次穿过空心圆柱保护罩12的上通孔13和下通孔5，延伸至钻头位置附近进行排渣泄压。
[0016]使用时，高压泵9将水箱8的水向钻孔内注水，将钻孔的煤渣进行稀释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于松软煤层防止钻头吸钻、卡钻的装置，其特征在于：包括台式钻机，位于钻杆前端的钻头保护器，钻头保护器前端还设有伸缩钻杆，伸缩钻杆前端设有钻头，还包括设置于伸缩钻杆处的泄压排渣器；所述台式钻机与水箱通过高压水泵联通，高压水通过钻杆和钻杆前端的伸缩钻杆联通并通过伸缩钻杆上的孔流出，所述钻头保护器为空心圆柱体，钻头保护器套设于钻杆前端，钻头保护器外设有空心圆柱保护罩，钻杆与伸缩钻杆通过卡槽连接且通过压力限制卡定位，所述压力限制卡包括设置于伸缩钻杆上的凹槽，设置于凹槽内的球形弹簧和斜面压板，斜面压板一端与伸缩钻杆固定连接，另一端与球形弹簧固定连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁彦宁，安丰华，丁远东，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：