【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿钻头，具体而言，涉及一种煤矿井下变形钻头及钻进方法。
技术介绍
1、煤矿井下钻孔施工主要用于瓦斯抽采、探放水及地质探测，作为瓦斯治理和水害防治的主要手段，其钻进设备的改进和钻进工艺的改良已逐渐受到广泛的关注与重视，最终的目的则是提高钻孔施工质量与施工效率，而提高提高钻孔施工质量的根本则是提高钻孔保直钻进效果，在目前的施工过程中，钻孔施工轨迹易发生偏斜，其中，钻进过程中钻头的稳定性和对中性不足，对钻孔施工轨迹的影响较重，在钻进过程中一遇硬岩时极容易在孔内出现憋钻、夹钻等异常情况时，钻进压力与扭矩陡增，钻机机身发生位移、偏斜，从而造成钻杆扭曲变形，钻孔施工参数发生变化，但是，在一些需要钻进分支孔的施工作业中，要让钻具易于造斜，因此，综上，目前的井下钻孔施工器具已经不能满足煤矿井下钻进和开孔的高效高质量作业。
技术实现思路
1、为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种煤矿井下变形钻头及钻进方法，旨在改善目前的施工过程中，钻孔施工轨迹易发生偏斜，其中，钻进过程中钻头的稳定性和对中性不足，对钻孔施工轨迹的影响较重，在钻进过程中一遇硬岩时极容易在孔内出现憋钻、夹钻等异常情况时，钻进压力与扭矩陡增，钻机机身发生位移、偏斜，从而造成钻杆扭曲变形，钻孔施工参数发生变化，但是，在一些需要钻进分支孔的施工作业中，要让钻具易于造斜等问题。
2、本专利技术实施例提供了一种煤矿井下变形钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的前端部套接设置有刀翼组件，所述钻头本体的前端内部中心处开设有柱状
3、所述安装杆和所述导向安装孔的连接处设置有弹性连接组件，所述弹性连接组件中的扭簧结构固定安装在所述导向安装孔的内部，所述弹性连接组件还包括有套接在所述安装杆上的弹簧结构；
4、所述钻头本体的一侧开设有水眼通道，所述水眼通道的内部固定安装有压力控制排水的压力阀芯结构。
5、在上述实现过程中，在本专利技术中，主要通过钻头本体和内钻体两部分组成，其中，内钻体的外壁的弧条能够沿滑动通道内壁滑动，由于滑动通道呈螺旋延伸，因此当弧条与滑动通道发生相对滑动时，内钻体也会发生轴向位移；利用内钻体和钻头本体在钻进过程中可控变形的特点，提高钻进过程中钻头本体的稳定性和对中性，减轻钻孔施工中岩层轨迹的影响，充分对准导向孔，实现快速有效的扩孔施工作业，避免钻机机身发生位移、偏斜，同时，当需要钻进分支孔的施工作业中，使钻头本体快速恢复平整，从而让钻具易于造斜，能够满足煤矿井下钻进和开孔的高效高质量作业。
6、在一种具体的实施方案中，所述弹簧结构的一端与所述柱状腔体的底端固定连接，所述弹簧结构的另一端与所述扭簧结构固定连接，所述扭簧结构与所述弹簧结构的端部固定连接，使得所述扭簧结构在变形后能够给与所述内钻体足够大的周向拉力，所述弹簧结构能够在被拉伸变形后给与所述内钻体足够大的轴向拉力。
7、在上述实现过程中，弹簧结构的一端与柱状腔体的底部固定连接，保持运行的稳定性，提高固定性，且另一端与扭簧结构进行连接，便于对扭簧结构进行连接，提高周向拉力，并且弹簧结构便于提供轴向拉力。
8、在一种具体的实施方案中，所述扭簧结构包括限位圈、固定在所述限位圈上的扭簧端头和设置在所述扭簧端头端部的连接件，所述限位圈的内壁凸出设有限位块，所述导向安装孔包括有处于所述内钻体前端的导向孔段，以及包括有设置在所述内钻体后端的安装孔段，所述扭簧结构固定设置在所述安装孔段的端部。
9、在上述实现过程中，扭簧结构通过限位圈和连接件进行固定安装，保持连接的稳定性，并且通过扭簧端头的设定便于对弹簧结构进行固定连接，以及导向安装孔设有两端，便于对扭簧结构和安装杆进行安装连接。
10、在一种具体的实施方案中，所述连接件固定安装在所述安装孔段的端部，所述连接件的内侧固定设有限位圈，所述弹簧结构的端部固定设有所述扭簧端头，所述扭簧端头的端部固定在所述限位圈和所述连接件之间，所述安装杆上开设有沿其中心线方向延伸的限位槽；所述限位块卡合连接在所述限位槽的内部。
11、在上述实现过程中，通过连接件和限位圈对扭簧端头进行固定安装，保持弹簧结构的连接稳定性，并且安装杆上的限位槽便于保持限位块进行连接，实现稳定的滑动连接。
12、在一种具体的实施方案中，所述柱状腔体的底部一侧开设有贯穿所述钻头本体的压力平衡孔道，所述压力平衡孔道设置在所述柱状腔体的上端，并且向上倾斜设置，所述压力平衡孔道能够接通外界液体，让所述内钻体在活动过程中补偿所述柱状腔体的内部空间。
13、在上述实现过程中，压力平衡孔道便于保持柱状腔体的内部的压强平衡，便于保持内钻体的稳定性运行。
14、在一种具体的实施方案中，所述内钻体的顶部嵌设有刀头，所述刀头与所述刀翼组件共同形成钻进切削作业面。
15、在上述实现过程中，通过内钻体端部的刀头，便于搭配刀翼组件进行切削操作。
16、在一种具体的实施方案中，所述水眼通道内通有钻井液，所述水眼通道的末端设置有喷嘴，所述压力阀芯结构包括有固定在所述水眼通道内部的多孔支撑板和密封环。
17、在上述实现过程中，钻井液通过水眼通道进行排出，便于提高钻井的安全性和效率性，并且喷嘴的设定便于实现定向的输送钻井液，且压力阀芯结构便于实现控制钻井液的输送。
18、在一种具体的实施方案中，所述多孔支撑板的上部固定安装有第一支撑筒，所述第一支撑筒的外侧上端活动设有第二支撑筒，所述第二支撑筒的端部固定设有推挤板，所述推挤板的上端固定设有密封橡胶块，所述密封橡胶块密封连接在所述密封环之间，所述多孔支撑板和所述推挤板之间固定连接有弹簧，所述弹簧活动处于所述第一支撑筒和所述第二支撑筒的内部。
19、在上述实现过程中，多孔支撑板便于对压力阀芯结构进行支撑安装，通过密封环的设定便于密封橡胶块进行密封连接，且推挤板的设定便于弹簧对密封橡胶块进行连接推送，以及第一支撑筒和第二支撑筒的设定便于保持弹簧的稳定支撑性，提高密封的连接性。
20、在一种具体的实施方案中，所述安装杆通过可拆卸连接方式固定于所述柱状腔体的内部，并且可拆卸连接方式采用的是螺纹连接方式，在所述安装杆的末端开设外螺纹，利用旋紧的方式来完成所述安装杆固定于所述柱状腔体的内部。
21、在上述实现过程中，通过可拆卸连接方式的设定便于安装杆进行安装和连接，提高操作的连接性。...
【技术保护点】
1.一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，包括钻头本体(1)，所述钻头本体(1)的前端部套接设置有刀翼组件(2)，所述钻头本体(1)的前端内部中心处开设有柱状腔体(11)，所述柱状腔体(11)的内壁上开设有从底部到顶部呈螺旋延伸的滑动通道(12)，所述滑动通道(12)的末端处于所述刀翼组件(2)内，且在所述滑动通道(12)的末端固定卡接设有限位环(3)，所述柱状腔体(11)的内部设置有内钻体(4)，所述内钻体(4)的底端外壁上固定设置有螺旋连接的弧条(41)，所述弧条(41)活动卡合连接在所述滑动通道(12)的内部，并且能够沿着所述滑动通道(12)内壁进行滑动；其中，所述内钻体(4)的内部后端开设有导向安装孔(42)，所述柱状腔体(11)的内部底端设有安装杆(5)，并且与所述柱状腔体(11)的中心线平行，所述内钻体(4)在活动安装在所述柱状腔体(11)内部的时候，所述安装杆(5)活动安装连接在所述导向安装孔(42)的内部；
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述弹簧结构(62)的一端与所述柱状腔体(11)的底端固定连接，所述弹簧结构(62)的另一端
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述扭簧结构(61)包括限位圈(611)、固定在所述限位圈(611)上的扭簧端头(612)和设置在所述扭簧端头(612)端部的连接件(613)，所述限位圈(611)的内壁凸出设有限位块(6111)，所述导向安装孔(42)包括有处于所述内钻体(4)前端的导向孔段(421)，以及包括有设置在所述内钻体(4)后端的安装孔段(422)，所述扭簧结构(61)固定设置在所述安装孔段(422)的端部。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述连接件(613)固定安装在所述安装孔段(422)的端部，所述连接件(613)的内侧固定设有限位圈(611)，所述弹簧结构(62)的端部固定设有所述扭簧端头(612)，所述扭簧端头(612)的端部固定在所述限位圈(611)和所述连接件(613)之间，所述安装杆(5)上开设有沿其中心线方向延伸的限位槽(51)；所述限位块(6111)卡合连接在所述限位槽(51)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述柱状腔体(11)的底部一侧开设有贯穿所述钻头本体(1)的压力平衡孔道(13)，所述压力平衡孔道(13)设置在所述柱状腔体(11)的上端，并且向上倾斜设置，所述压力平衡孔道(13)能够接通外界液体，让所述内钻体(4)在活动过程中补偿所述柱状腔体(11)的内部空间。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述内钻体(4)的顶部嵌设有刀头(43)，所述刀头与所述刀翼组件(2)共同形成钻进切削作业面。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述水眼通道(14)内通有钻井液，所述水眼通道(14)的末端设置有喷嘴(15)，所述压力阀芯结构包括有固定在所述水眼通道(14)内部的多孔支撑板(7)和密封环(8)。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述多孔支撑板(7)的上部固定安装有第一支撑筒(16)，所述第一支撑筒(16)的外侧上端活动设有第二支撑筒(17)，所述第二支撑筒(17)的端部固定设有推挤板(10)，所述推挤板(10)的上端固定设有密封橡胶块(18)，所述密封橡胶块(18)密封连接在所述密封环(8)之间，所述多孔支撑板(7)和所述推挤板(10)之间固定连接有弹簧(9)，所述弹簧(9)活动处于所述第一支撑筒(16)和所述第二支撑筒(17)的内部。
9.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述安装杆(5)通过可拆卸连接方式固定于所述柱状腔体(11)的内部，并且可拆卸连接方式采用的是螺纹连接方式，在所述安装杆(5)的末端开设外螺纹，利用旋紧的方式来完成所述安装杆(5)固定于所述柱状腔体(11)的内部。
10.一种煤矿井下钻进方法，其特征在于，包括有以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，包括钻头本体(1)，所述钻头本体(1)的前端部套接设置有刀翼组件(2)，所述钻头本体(1)的前端内部中心处开设有柱状腔体(11)，所述柱状腔体(11)的内壁上开设有从底部到顶部呈螺旋延伸的滑动通道(12)，所述滑动通道(12)的末端处于所述刀翼组件(2)内，且在所述滑动通道(12)的末端固定卡接设有限位环(3)，所述柱状腔体(11)的内部设置有内钻体(4)，所述内钻体(4)的底端外壁上固定设置有螺旋连接的弧条(41)，所述弧条(41)活动卡合连接在所述滑动通道(12)的内部，并且能够沿着所述滑动通道(12)内壁进行滑动；其中，所述内钻体(4)的内部后端开设有导向安装孔(42)，所述柱状腔体(11)的内部底端设有安装杆(5)，并且与所述柱状腔体(11)的中心线平行，所述内钻体(4)在活动安装在所述柱状腔体(11)内部的时候，所述安装杆(5)活动安装连接在所述导向安装孔(42)的内部；
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述弹簧结构(62)的一端与所述柱状腔体(11)的底端固定连接，所述弹簧结构(62)的另一端与所述扭簧结构(61)固定连接，所述扭簧结构(61)与所述弹簧结构(62)的端部固定连接，使得所述扭簧结构(61)在变形后能够给与所述内钻体(4)足够大的周向拉力，所述弹簧结构(62)能够在被拉伸变形后给与所述内钻体(4)足够大的轴向拉力。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述扭簧结构(61)包括限位圈(611)、固定在所述限位圈(611)上的扭簧端头(612)和设置在所述扭簧端头(612)端部的连接件(613)，所述限位圈(611)的内壁凸出设有限位块(6111)，所述导向安装孔(42)包括有处于所述内钻体(4)前端的导向孔段(421)，以及包括有设置在所述内钻体(4)后端的安装孔段(422)，所述扭簧结构(61)固定设置在所述安装孔段(422)的端部。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下变形钻头，其特征在于，所述连接件(613)固定安装在所述安装孔段(422)的端部，所述连接件(613)的内侧固定设有...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿宁，贾秉义，许文彪，李彬刚，纪文涛，袁学林，刘万启，杨桢，刘旺军，刘乐，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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