【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿井下坑道钻探，涉及上仰钻孔施工，具体涉及一种煤矿井下上仰钻孔施工用防逆流双向自通断钻具及方法。
技术介绍
1、钻孔是进行煤矿井下地质探查和灾害防治的重要技术手段，根据钻孔开孔角度不同，可分为上仰钻孔、下斜钻孔、水平钻孔等。其中上仰钻孔在矿井探放水、瓦斯抽采等领域应用广泛，如顶板水探放钻孔、底抽巷穿层钻孔、顶板高位钻孔等均为上仰钻孔。
2、目前上仰钻孔施工时，主要采用常规中空钻具进行施工，或在钻具之间间隔一定距离安装单向阀，实际使用中存在以下不足：
3、(a)作业条件恶劣。加卸钻杆时，孔内钻渣与水体易沿钻杆内过流通道流出，导致水体四散飞溅，操作人员易被水淋湿，作业环境潮湿；尤其是当钻孔出水时，难以完全放完钻孔内水体，操作人员需要冒水作业，严重影响操作人员安全防护。
4、(b)辅助作业时间长。加卸钻杆时，钻杆内水体全部流出后才可进行加杆作业，放水时间长；加完钻杆钻进时，需要重新向钻孔补水，打水时间长；待孔口返水正常后才能判断水已经到达孔底，此时方可正常钻进，等待时间长。随孔深增加，受钻孔放水、打水、等待等影响越大，短则几分钟，多则半个小时，综合施工效率低。
5、(c)截流效果差。采用间隔一定距离加设单向阀的方式避免钻杆内水体外泄时，虽然一定程度上减少了钻孔放水量和打水量，但每次单向阀加设后，下一个单向阀加设前，最后一段钻杆内的水体均无法截流，必然导致水体外泄。
6、(d)设备负荷大。上仰钻孔施工时需要加设许多单向阀，各单向阀打开时均需要消耗一定的泵压，增加
7、(e)钻具易损坏。孔内钻渣、坍塌掉块等易随水体一起反向进入钻具内部，导致损坏钻具。
8、(f)安全风险大。当孔内发生瓦斯喷孔或出水时，瓦斯气体和水体等易沿钻杆过流通道外泄，导致钻场瓦斯超限、出水失控等问题，严重威胁施工安全。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种煤矿井下上仰钻孔施工用防逆流双向自通断钻具及方法，解决现有技术中上仰钻孔施工综合效率和安全性有待进一步提升的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种防逆流双向自通断钻具，包括到位报信装置，到位报信装置的后端依次安装有多个可拆卸的逆止钻杆：
4、所述的到位报信装置包括中空且两端开放的外管，外管内部前侧安装有支撑座，外管内部后侧安装有限流座。
5、所述的外管包括外管本体，外管本体内的中空腔体为第一过流腔。
6、所述的支撑座包括支撑座本体，支撑座本体的后端开设有限流轴安装盲孔，限流轴安装盲孔周围的支撑座本体上沿着轴向开设有贯通的多个第一过流孔。
7、所述的限流座包括限流座本体，限流座本体的前端开设有限流腔，限流腔的底面中心位置开设有轴向贯通的导向孔，导向孔周围的限流座本体上沿着周向开设有多个第二过流孔；限流腔和导向孔之间的台阶面为环形密封台面。
8、所述的第一过流孔、第一过流腔和第二过流孔依次相连通组成所述的到位报信装置的第一过流通道。
9、所述的限流轴安装盲孔内安装有中空且两端开放的导正筒的前端，导正筒内设置有缓冲阻尼器，导正筒内还插入有限流轴，限流轴的前端顶在缓冲阻尼器的后端上，缓冲阻尼器的前端顶在所述的限流轴安装盲孔的孔底；限流轴的后端插入所述的导向孔内，限流轴能够在导向孔和导正筒之间沿着轴向往复运动。
10、所述的限流轴上固定设置有限流凸台。
11、所述的限流轴上还套装有第一复位弹簧，第一复位弹簧的前端顶在所述的导正筒的后端端面上，第一复位弹簧的后端顶在所述的限流凸台的前端端面上。
12、所述的限流凸台能够进入限流腔内，限流凸台与限流座相配合能够实现第一过流通道的流量限制。
13、所述的逆止钻杆包括中空的钻杆体，钻杆体的内部前侧安装有推动座，钻杆体的内部后侧居中设置有从前到后依次连接的限位座、截止轴和密封座。
14、所述的钻杆体包括钻杆体本体，钻杆体本体内的中空腔体为第二过流腔。
15、所述的推动座包括推动座本体，推动座本体的前端开设有导正口，导正口周围的推动座本体上沿着轴向开设有贯通的多个第三过流孔。
16、所述的限位座包括限位座本体，限位座本体的中间位置沿着轴向开设有贯通的导正孔，导正孔周围的限位座本体上着轴向开设有贯通的多个第四过流孔。
17、所述的截止轴上设置有截止凸台。
18、所述的密封座包括密封座本体，密封座本体内开设有两端开放的第三过流腔，第三过流腔的内径从前至后依次减小，第三过流腔的内壁为密封壁面。
19、所述的第三过流孔、第二过流腔、第四过流孔和第三过流腔依次相连通组成所述的逆止钻杆的第二过流通道。
20、所述的截止轴的前端插入所述的导正孔内，截止轴的后端穿出第三过流腔伸出至所述的密封座外，截止轴能够在导正孔内沿着轴向往复运动。
21、所述的截止轴上还套装有第二复位弹簧，第二复位弹簧的前端顶在所述的限位座的后端端面上，第二复位弹簧的后端顶在所述的截止凸台的前端端面上。
22、所述的截止凸台能够进入第三过流腔内，截止凸台与密封座相配合能够实现第二过流通道的流量截止。
23、本专利技术还具有如下技术特征：
24、所述的外管本体的前端设置有钻头连接母螺纹头，钻头连接母螺纹头与钻头相连接；所述的外管本体的后端设置有逆止钻杆连接母螺纹头，逆止钻杆连接母螺纹头与逆止钻杆的连接公螺纹头相连接。
25、所述的限流凸台的后端端面在第一复位弹簧的作用下，能够与环形密封台面紧密接触，封堵第二过流孔，实现第一过流通道的流量的断流密封。
26、所述的杆体本体的前端设置有连接公螺纹头，所述的杆体本体的后端设置有连接母螺纹头，连接公螺纹头与逆止钻杆连接母螺纹头或相邻的下一个所述的逆止钻杆的连接母螺纹头相连接；所述的连接母螺纹头与相邻的下一个所述的逆止钻杆的连接公螺纹头或送水器相连接。
27、所述的截止凸台在第二复位弹簧的作用下，能够与密封壁面紧密接触，封堵第三过流腔，实现第二过流通道的流量的断流密封。
28、所述的截止轴的后端能够伸入至相邻的下一个所述的逆止钻杆的导正口内。
29、所述的密封座本体的后端面上在第三过流腔的周围开设有多个安装孔。
30、本专利技术还保护一种防逆流双向自通断钻具，包括如上所述的到位报信装置。
31、本专利技术还保护一种煤矿井下上仰钻孔施工方法，该方法采用如上所述的防逆流双向自通断钻具。
32、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
33、(ⅰ)本专利技术的钻具包括到位报信装置和逆止钻杆，其中到位报信装置既可在正向供水到达孔底时进行报信提示，又可在停止供水时及时关闭钻具反向进水、进渣通道，避免钻孔瓦斯气体、水体和钻渣等进入钻具；逆止钻杆采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防逆流双向自通断钻具，其特征在于，包括到位报信装置(1)，到位报信装置(1)的后端依次安装有多个可拆卸的逆止钻杆(2)：
2.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的外管本体(10101)的前端设置有钻头连接母螺纹头(10103)，钻头连接母螺纹头(10103)与钻头(3)相连接；所述的外管本体(10101)的后端设置有逆止钻杆连接母螺纹头(10104)，逆止钻杆连接母螺纹头(10104)与逆止钻杆(2)的连接公螺纹头(20103)相连接。
3.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的限流凸台(108)的后端端面在第一复位弹簧(107)的作用下，能够与环形密封台面(10304)紧密接触，封堵第二过流孔(10303)，实现第一过流通道(109)的流量的断流密封。
4.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的杆体本体(20101)的前端设置有连接公螺纹头(20103)，所述的杆体本体(20101)的后端设置有连接母螺纹头(20104)，连接公螺纹头(20103)与逆止钻杆连接母螺纹头(1
5.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的截止凸台(206)在第二复位弹簧(207)的作用下，能够与密封壁面(20503)紧密接触，封堵第三过流腔(20502)，实现第二过流通道(208)的流量的断流密封。
6.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的截止轴(204)的后端能够伸入至相邻的下一个所述的逆止钻杆(2)的导正口(20202)内。
7.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的密封座本体(20501)的后端面上在第三过流腔(20502)的周围开设有多个安装孔(20504)。
8.一种煤矿井下上仰钻孔施工方法，该方法采用如权利要求1至7任一项所述的防逆流双向自通断钻具。
9.一种防逆流双向自通断钻具，其特征在于，包括到位报信装置(1)，所述的到位报信装置(1)包括中空且两端开放的外管(101)，外管(101)内部前侧安装有支撑座(102)，外管(101)内部后侧安装有限流座(103)；
10.一种煤矿井下上仰钻孔施工方法，该方法采用如权利要求9所述的防逆流双向自通断钻具。
...【技术特征摘要】
1.一种防逆流双向自通断钻具，其特征在于，包括到位报信装置(1)，到位报信装置(1)的后端依次安装有多个可拆卸的逆止钻杆(2)：
2.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的外管本体(10101)的前端设置有钻头连接母螺纹头(10103)，钻头连接母螺纹头(10103)与钻头(3)相连接；所述的外管本体(10101)的后端设置有逆止钻杆连接母螺纹头(10104)，逆止钻杆连接母螺纹头(10104)与逆止钻杆(2)的连接公螺纹头(20103)相连接。
3.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的限流凸台(108)的后端端面在第一复位弹簧(107)的作用下，能够与环形密封台面(10304)紧密接触，封堵第二过流孔(10303)，实现第一过流通道(109)的流量的断流密封。
4.如权利要求1所述的防逆流双向自通断钻具，其特征在于，所述的杆体本体(20101)的前端设置有连接公螺纹头(20103)，所述的杆体本体(20101)的后端设置有连接母螺纹头(20104)，连接公螺纹头(20103)与逆止钻杆连接母螺纹头(10104)或相邻的下一个所述的逆止钻杆(2)的连接母螺纹头(20104)相连接；所述的连接母螺纹头(20104)...
【专利技术属性】
技术研发人员：方俊，李泉新，刘飞，程卓尔，王四一，刘建林，殷珊珊，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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