松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106958418A(43)申请公布日2017.07.18(21)申请号201710201750.9E21B21/16(2006.01)(22)申请日2017.03.30E21B10/54(2006.01)E21B10/60(2006.01)(71)申请人河南理工大学E21B10/32(2006.01)地址454000河南省焦作市高新区世纪大E21B17/00(2006.01)道2001号(72)发明人向道辉吴帮福王晓博张晓辉李瑜冯浩人赵波高国富焦锋童景琳(74)专利代理机构郑州豫开专利代理事务所(普通合伙)41131代理人朱俊峰(51)Int.Cl.E21B7/28(2006.01)E21B7/20(2006.01)E21B21/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具(57)摘要松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具，包括支架、动力驱动装置、导向支撑架、空心内排渣可变径钻头、空心光面钻杆、PVC护孔管、第一缓冲箱、第二缓冲箱、供水装置、供风装置和集渣容器；本发明在钻孔作业过程中时，钻头前部受力从而顶压内部的压缩弹簧，使伸缩柱向外滑动，达到预定行程后，使空心内排渣可变径钻头的钻孔直径变大并最终保持定值，PVC护孔管渐渐的跟进。当钻头前端受力消失时，伸缩柱会恢复到初始位置，此时可抽出空心内排渣可变径钻头、空心光面钻杆，将PVC护孔管留在孔内使瓦斯顺利排出。本发明提高了瓦斯抽采孔施工的速度，保证施工的安全性，是松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具的创新。CN106958418ACN106958418A权利要求书1/1页1.松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具，其特征在于：包括支架、动力驱动装置、导向支撑架、空心内排渣可变径钻头、空心光面钻杆、PVC护孔管、第一缓冲箱、第二缓冲箱、供水装置、供风装置和集渣容器；PVC护孔管套在空心光面钻杆外部，PVC护孔管内壁与空心光面钻杆之间形成环形通道，以钻进的方向为由后到前的方向，空心光面钻杆的后端与第一缓冲箱连接，第一缓冲箱下部与集渣容器连接，第一缓冲箱顶部与供风装置的供风口连接，第一缓冲箱、动力驱动装置和导向支撑架由后向前依次固定设置在支架上，动力驱动装置的动力输出端与空心光面钻杆传动连接，空心光面钻杆穿过并设置在导向支撑架上，空心内排渣可变径钻头安装在空心光面钻杆的前端，PVC护孔管的管壁上均布有若干瓦斯排放孔；第二缓冲箱的前端面固定在煤层钻孔的孔口外侧，第二缓冲箱与PVC护孔管后端连接，第二缓冲箱顶部与供水装置的供水口连接，空心光面钻杆穿过第二缓冲箱并与第二缓冲箱之间密封连接。2.根据权利要求1所述的松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具，其特征在于：空心内排渣可变径钻头包括具有中心通道的头部和杆部，头部前端固定设置有金刚石刀头，头部前端开设有与中心通道连通的排渣孔，杆部包括内套管和同轴套装在内套管外的外套管，内套管外壁由后向前依次为第一圆柱段、扁平段和第二圆柱段，扁平段包括中心对称的两个平面结构和两个弧面结构，平面结构和弧面结构沿圆周方向交替设置，弧面结构的外径与第二圆柱段的外径相等，第二圆柱段的外径大于第一圆柱段的外径，第二圆柱段后端中心对称开设有两个安装槽，每个安装槽的后端对应与一个平面结构的前侧边衔接贯通；第二圆柱段外壁设置有外花键结构，第二圆柱段前端内壁设置有内螺纹结构，头部的后端伸入并螺纹连接在内螺纹结构内；外套管前端外壁设置有与空心光面钻杆前端同轴向连接的外螺纹结构，外套管内壁由后向前依次为第一圆柱孔、第二圆柱孔和内花键结构，第一圆柱段的外径与第一圆柱孔的内径相等，第二圆柱段的外径与第二圆柱孔的内径相等，第二圆柱孔的后端与第一圆柱孔的前端之间形成环形台阶结构，第一圆柱段后部插设在第一圆柱孔内，外花键结构和内花键结构啮合装配，外套管前端螺纹连接有限位螺母，限位螺母的内壁安装有与第二圆柱段密封并滑动配合的密封圈，限位螺母前端面设置有金刚石固定刀片；外套管与内套管之间设置有作业端径向伸出外套管的弹性变径切割机构。3.根据权利要求2所述的松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔钻具，其特征在于：弹性变径切割机构包括压缩弹簧、两个伸缩柱和两个导向孔，压缩弹簧套装在第一圆柱段外，压缩弹簧的前端和后端分别与扁平段后端面和环形台阶结构顶压配合，假定沿内套管的径向方向指向内套管中心的方向为由外向内的方向，导向孔开设在外套管上并与安装槽内外对应，第二圆柱段在安装槽的左侧和右侧对称设置有导向槽，导向槽后端边沿与安装槽内壁前端边沿通透并齐平，导向槽与内套管中心线的距离由前端到后端逐渐减小，伸缩柱内端左侧和右侧分别设置有装配在导向槽内的导柱，伸缩柱沿径向方向穿过导向孔，导向孔和伸缩柱的横断面均为矩形结构，伸缩柱外