【技术实现步骤摘要】
本新型涉及一种单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，属钻孔设备。
技术介绍
1、目前在进行煤层钻孔等作业中，往往需要对钻孔内部通过扩径达到增透的目的，这一需求在煤层气开采、瓦斯治理等领域中尤为突出，针对这一问题，当前开发了众多的具备钻孔和扩孔功能的钻杆设备，如专利申请号为“202121358924.0 ”的“一种地质勘探用机械式扩孔钻杆”、专利申请号为“202023340312.7 ”的“一种扩径灌注桩施工用钻杆”及专利申请号为“201921389053.1”的“一种可扩绞型钻杆”等专利技术，虽然都可以满足钻孔及扩孔作业的需要，往往需要在钻杆等设备上增加额外的机械结构，同时设备自身结构及操控也相对复杂，从而一方面导致钻孔设备结构相对复杂，设备维护及运行成本高，操作难度大，另一方面也造成了扩孔作业时驱动力的传递、控制便捷性和精度也相对较差的缺陷，不同程度造成了钻孔、扩孔作业的工作效率和精度受到影响，从而影响了钻孔及扩孔作业的效率和质量。
2、于是，专利技术人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，旨在解决一些现存的装备问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术上的不足，本新型提供一种单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，该新型极大的简化了钻孔设备的机械结构，设备模块化程度也相对较高，维护及故障排除便捷，提高了设备操控作业的便捷性， 同时具有良好的通用性和环境适用性，在钻孔过程中可灵活实
2、为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：
3、一种单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，包括钻杆、扩径刀臂、调节导向板、弹性压板、柔性连通管、连接管头、旋转轴，所述钻杆内设与其轴线平行分布主导水通道，主导水通道对应的钻杆前端面及后端面均设一个连接管头，所述钻杆外侧面设一条沿钻杆轴线方向分布的收纳槽，所述收纳槽槽底设若干沿其轴线方向分布的导流口，各导流口均与主导水通道连通，所述收纳槽内设一条扩径刀臂，所述扩径刀臂后端面通过旋转轴与收纳槽后半部间铰接，且扩径刀臂通过旋转轴进行0°—90°范围旋转，所述扩径刀臂后半部的外侧面与调节导向板连接，所述调节导向板另包覆在旋转轴外并与旋转轴间相互连接，所述调节导向板对应的钻杆外侧面设一条调节槽，所述调节槽位于调节导向板后方，所述调节槽内设一条弹性压板，所述弹性压板后半部通过至少两个定位销与调节槽连接，其前半部的内侧面与钻杆轴线呈0°—30°夹角，同时与调节导向板外侧面相抵并滑动连接，所述扩径刀臂内设一条与其轴线平行分布的辅助导水通道，所述辅助导水通道对应的扩径刀臂位置设引流口，所述引流口通过柔性连通管与位于收纳槽后端面位置的一个导流口间连通，同时所述柔性连通管外表面另与调节导向板外表面间相抵并滑动连接。
4、进一步的，所述调节导向板包括定位销、连接键、导向板、弹性调节压板，所述导向板上设一个导向孔，并通过导向孔包覆在旋转轴外，所述导向孔孔壁及导向孔对应的旋转轴外侧面均设键槽，每个键槽内均设一条连接键，导向板和旋转轴间通过连接键相互连接，所述导向板侧表面与扩径刀臂外侧面相抵，并与扩径刀臂间通过两条定位销连接，且两定位销对称分布在导向孔轴线两侧，所述导向板侧表面与弹性压板内侧面间相抵并滑动连接，所述导向板外表面另与至少一条弹性调节压板连接，所述弹性调节压板外侧面超出导向板外侧面至少3毫米，且弹性调节压板外侧面与柔性连通管外表面间相抵并滑动连接。
5、进一步的，所述导向板为多边形板状结构、偏心轮结构中的任意一种，所述弹性调节压板为圆弧板状结构，其两端分别与导向板外表面连接，且弹性调节压板有效长度的1/3—2/3部分位于导向板外，同时位于导向板外的弹性调节压板的外侧面与柔性连通管外表面相抵并滑动连接，且与柔性连通管外表面相抵的弹性调节压板外侧面设导向槽，并通过导向槽包覆在柔性连通管外的10%—50%部分。
6、进一步的，所述收纳槽槽底与钻杆轴线呈0°—30°夹角，同时当扩径刀臂旋转角度为0°时，扩径刀臂嵌于收纳槽内，且收纳槽外侧面及开合调节机构外侧面与间平齐分布，扩径刀臂前端面超出钻杆前端面外，扩径刀臂后端面的引流口轴线与引流口所连通的导流口轴线间夹角为30°—120°，且柔性连通管与调节导向板接触位置处的内径为0；当扩径刀臂旋转角度大于0°时，扩径刀臂后端面的引流口轴线与引流口所连通的导流口轴线间夹角及柔性连通管与调节导向板接触位置处的内径逐渐增加，且当扩径刀臂旋转角度达到90°时，扩径刀臂后端面的引流口与引流口所连通的导流口间同轴分布，同时柔性连通管内径达到最大。
7、进一步的，所述扩径刀臂包括承载臂、连接槽、主切削刃、辅助切削刃，其中所述承载臂为横断面呈矩形及等腰梯形中任意一种的柱状结构，所述承载臂后端面横断面面积为前端面横断面面积的1—3倍，所述承载臂前端面设一个主切削刃，其前半部的内侧面及其前端面均设与其轴线呈0°—30°的作业面，作业面设至少一条沿承载臂轴线方向均布的连接槽，连接槽内设若干沿连接槽轴线方向均布的辅助切削刃，同时相邻两辅助切削刃之间对应的连接槽槽底设1—2个射流口，所述主切削刃对应的承载臂前端面设至少1—4个射流口，各射流口均与辅助导水通道间连通。
8、进一步的，所述弹性压板为横断面呈矩形、等腰梯形的板状结构，其外侧面与钻杆外侧面平齐分别，且用于固定弹性压板的相邻两个定位销之间间距为弹性压板长度的1/5—1/2。
9、进一步的，所述弹性压板与调节导向板接触面处设承压弹片，所述承压弹片为横断面呈矩形的板状结构，承压弹片其中一端与弹性压板外侧面连接，并与弹性压板外侧面呈10°—60°夹角，同时所述承压弹片占其有效长度至少60%的前半部的外侧面与调节导向板外侧面相抵并滑动连接，所述承压弹片最大弹性力不大于弹性压板最大弹性压力的50%。
10、本新型极大的简化了钻孔设备的机械结构，设备模块化程度也相对较高，维护及故障排除便捷，提高了设备操控作业的便捷性， 同时具有良好的通用性和环境适用性，在钻孔过程中可灵活实现对钻孔进行扩孔作业，且钻孔、扩孔调节灵活方便，控制精度高，有效简化扩孔作业流程，降低扩孔难度的同时，有效的提高了扩孔作业的灵活性和便捷性，同时还在有助于提高钻孔、扩孔效率。
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1.一种单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于：所述的单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆包括钻杆、扩径刀臂、调节导向板、弹性压板、柔性连通管、连接管头、旋转轴，所述钻杆内设与其轴线平行分布主导水通道，主导水通道对应的钻杆前端面及后端面均设一个连接管头，所述钻杆外侧面设一条沿钻杆轴线方向分布的收纳槽，所述收纳槽槽底设若干沿其轴线方向分布的导流口，各导流口均与主导水通道连通，所述收纳槽内设一条扩径刀臂，所述扩径刀臂后端面通过旋转轴与收纳槽后半部间铰接，且扩径刀臂通过旋转轴进行0°—90°范围旋转，所述扩径刀臂后半部的外侧面与调节导向板连接，所述调节导向板另包覆在旋转轴外并与旋转轴间相互连接，所述调节导向板对应的钻杆外侧面设一条调节槽，所述调节槽位于调节导向板后方，所述调节槽内设一条弹性压板，所述弹性压板后半部通过至少两个定位销与调节槽连接，其前半部的内侧面与钻杆轴线呈0°—30°夹角，同时与调节导向板外侧面相抵并滑动连接，所述扩径刀臂内设一条与其轴线平行分布的辅助导水通道，所述辅助导水通道对应的扩径刀臂位置设引流口，所述引流口通过柔性连通管与位于收纳槽后端面位置的一个导流口间连通
2.根据权利要求1所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述调节导向板包括定位销、连接键、导向板、弹性调节压板，所述导向板上设一个导向孔，并通过导向孔包覆在旋转轴外，所述导向孔孔壁及导向孔对应的旋转轴外侧面均设键槽，每个键槽内均设一条连接键，导向板和旋转轴间通过连接键相互连接，所述导向板侧表面与扩径刀臂外侧面相抵，并与扩径刀臂间通过两条定位销连接，且两定位销对称分布在导向孔轴线两侧，所述导向板侧表面与弹性压板内侧面间相抵并滑动连接，所述导向板外表面另与至少一条弹性调节压板连接，所述弹性调节压板外侧面超出导向板外侧面至少3毫米，且弹性调节压板外侧面与柔性连通管外表面间相抵并滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述导向板为多边形板状结构、偏心轮结构中的任意一种，所述弹性调节压板为圆弧板状结构，其两端分别与导向板外表面连接，且弹性调节压板有效长度的1/3—2/3部分位于导向板外，同时位于导向板外的弹性调节压板的外侧面与柔性连通管外表面相抵并滑动连接，且与柔性连通管外表面相抵的弹性调节压板外侧面设导向槽，并通过导向槽包覆在柔性连通管外的10%—50%部分。
4.根据权利要求1所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述收纳槽槽底与钻杆轴线呈0°—30°夹角，同时当扩径刀臂旋转角度为0°时，扩径刀臂嵌于收纳槽内，且收纳槽外侧面及开合调节机构外侧面与间平齐分布，扩径刀臂前端面超出钻杆前端面外，扩径刀臂后端面的引流口轴线与引流口所连通的导流口轴线间夹角为30°—120°，且柔性连通管与调节导向板接触位置处的内径为0；当扩径刀臂旋转角度大于0°时，扩径刀臂后端面的引流口轴线与引流口所连通的导流口轴线间夹角及柔性连通管与调节导向板接触位置处的内径逐渐增加，且当扩径刀臂旋转角度达到90°时，扩径刀臂后端面的引流口与引流口所连通的导流口间同轴分布，同时柔性连通管内径达到最大。
5.根据权利要求1所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述扩径刀臂包括承载臂、连接槽、主切削刃、辅助切削刃，其中所述承载臂为横断面呈矩形及等腰梯形中任意一种的柱状结构，所述承载臂后端面横断面面积为前端面横断面面积的1—3倍，所述承载臂前端面设一个主切削刃，其前半部的内侧面及其前端面均设与其轴线呈0°—30°的作业面，作业面设至少一条沿承载臂轴线方向均布的连接槽，连接槽内设若干沿连接槽轴线方向均布的辅助切削刃，同时相邻两辅助切削刃之间对应的连接槽槽底设1—2个射流口，所述主切削刃对应的承载臂前端面设至少1—4个射流口，各射流口均与辅助导水通道间连通。
6.根据权利要求1所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述弹性压板为横断面呈矩形、等腰梯形的板状结构，其外侧面与钻杆外侧面平齐分别，且用于固定弹性压板的相邻两个定位销之间间距为弹性压板长度的1/5—1/2。
7.根据权利要求1或6所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述弹性压板与调节导向板接触面处设承压弹片，所述承压弹片为横断面呈矩形的板状结构，承压弹片其中一端与弹性压板外侧面连接，并与弹性压板外侧面呈10°—60°夹角，同时所述承压弹片占其有效长度至少60%的前半部的外侧面与调节导向板外侧面相抵并滑动连接，所述承压弹片最大弹性力不大于弹性压板最大弹性压力的50%。
...【技术特征摘要】
1.一种单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于：所述的单臂式扩孔增透自适应变径扩孔钻杆包括钻杆、扩径刀臂、调节导向板、弹性压板、柔性连通管、连接管头、旋转轴，所述钻杆内设与其轴线平行分布主导水通道，主导水通道对应的钻杆前端面及后端面均设一个连接管头，所述钻杆外侧面设一条沿钻杆轴线方向分布的收纳槽，所述收纳槽槽底设若干沿其轴线方向分布的导流口，各导流口均与主导水通道连通，所述收纳槽内设一条扩径刀臂，所述扩径刀臂后端面通过旋转轴与收纳槽后半部间铰接，且扩径刀臂通过旋转轴进行0°—90°范围旋转，所述扩径刀臂后半部的外侧面与调节导向板连接，所述调节导向板另包覆在旋转轴外并与旋转轴间相互连接，所述调节导向板对应的钻杆外侧面设一条调节槽，所述调节槽位于调节导向板后方，所述调节槽内设一条弹性压板，所述弹性压板后半部通过至少两个定位销与调节槽连接，其前半部的内侧面与钻杆轴线呈0°—30°夹角，同时与调节导向板外侧面相抵并滑动连接，所述扩径刀臂内设一条与其轴线平行分布的辅助导水通道，所述辅助导水通道对应的扩径刀臂位置设引流口，所述引流口通过柔性连通管与位于收纳槽后端面位置的一个导流口间连通，同时所述柔性连通管外表面另与调节导向板外表面间相抵并滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述调节导向板包括定位销、连接键、导向板、弹性调节压板，所述导向板上设一个导向孔，并通过导向孔包覆在旋转轴外，所述导向孔孔壁及导向孔对应的旋转轴外侧面均设键槽，每个键槽内均设一条连接键，导向板和旋转轴间通过连接键相互连接，所述导向板侧表面与扩径刀臂外侧面相抵，并与扩径刀臂间通过两条定位销连接，且两定位销对称分布在导向孔轴线两侧，所述导向板侧表面与弹性压板内侧面间相抵并滑动连接，所述导向板外表面另与至少一条弹性调节压板连接，所述弹性调节压板外侧面超出导向板外侧面至少3毫米，且弹性调节压板外侧面与柔性连通管外表面间相抵并滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种扩孔增透自适应变径扩孔钻杆，其特征在于，所述导向板为多边形板状结构、偏心轮结构中的任意一种，所述弹性调节压板为圆弧板状结构，其两端分别与导向板外表面连接，且弹性调节压板有效长度的1/3—2/3部分位于导向板外，同时位于导向板外的弹性调节压板的外侧面与柔性连通管外...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷保泽，戚春前，金祥波，赵金灵，邱少杰，
申请(专利权)人：国家能源集团乌海能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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