专利名称：自导向水压切换割缝式扩孔钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻头，尤其是一种适用于煤矿井下煤层瓦斯治理的自导向水压切换割缝式扩孔钻头。
背景技术：
在煤矿瓦斯治理钻孔时，由于高地应力和煤层松软等地质条件下，导致钻孔后极易塌孔，故采用扩孔钻头对已有钻孔进行扩孔，以达到煤层瓦斯抽采效果。现使用的扩孔钻头均为常规钻头，煤层的透气性差，无法提供瓦斯抽采设备足够的运行环境。因此，急切需要可以在扩孔的同时具有可提高煤层透气性的割缝式扩孔钻头。
发明内容技术问题本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、可提高煤层透气性的自导向水压切换割缝式扩孔钻头。技术方案本实用新型的自导向水压切换割缝式扩孔钻头，包括头部为内部设有导向体孔腔的导向体，导向体的头部设有与导向体孔腔前端相通的阶梯通孔，阶梯通孔内设有一轴向割缝喷嘴，导向体的前部圆周面上设有多个与导向体孔腔前端相通的径向阶梯通孔，每个径向阶梯通孔内均设有径向割缝喷嘴，导向体的尾部套装有钻头体，钻头体上设有多个钻头翼，钻头翼的刃口一侧均附着有金钢石刀片，每个钻头翼延轴向前端的导向体上均设有一个与导向体孔腔相通的径向孔，每个径向孔内设有单向阀。所述的导向体外表面上设有多条硬质合金的导向体轴向护条；所述的割缝喷嘴为 2 4个；所述的钻头翼的外缘上设有条形硬质合金的钻头翼加强筋；所述的钻头翼为2 4个；所述的单向阀包括尾部开有孔的柱塞套、设在柱塞套内的弹簧和柱塞头。有益效果本实用新型的扩孔钻头，以高压水为工作介质，同时以高压水作为切换动力，不仅具有自导向性，还具有反复切换的功能，通过连接有钻头体上的导向体，设置一个轴向割缝喷嘴、多个径向割缝喷嘴，使钻头体上的每个钻头翼延轴向前端都设有出水孔，每个出水孔与导向体孔腔相连处依次都设有单向阀，采用钻头翼加强筋及导向体轴向护条可保护整个钻头在钻进过程中产生的磨削副作用，使钻头整体具有更好的寿命及成孔效果。在钻进过程中喷出的高压水对冲刷煤体起到导向作用，当钻头体钻进时且水压低的情况下，水流通过导向体孔腔压缩单向阀的柱塞头至弹簧变形，使得导向体孔腔中的水从柱塞头的出水孔中喷出，起到了对钻进时产生热量的冷却效果；当需要对扩孔后的钻孔进行割缝操作时，提高进水压力，柱塞头压缩弹簧至柱塞套密封，使出水孔不流通，此时水在导向体内快速增压从轴向割缝喷嘴和径向割缝喷嘴中射出，达到对煤层进行高压水射流割缝工作，可实现在已有的钻孔中，采用高压水射流对钻孔煤层进行卸压增透，提高煤层透气性，提高瓦斯抽采效率起到较好的效果。其结构简单、操作方便、使用效果好，具有广泛的实用性。
图1是本实用新型的主视结构剖视图。图2是本实用新型的左视结构图。图3是本实用新型的主视结构外形图。图中1-轴向割缝喷嘴，2-导向体，3-径向割缝喷嘴，4-柱塞套，5弹簧，6-柱塞头，7-导向体孔腔，8-钻头翼，9-钻头翼加强筋，10-导向体轴向护条，11-出水孔，12-金钢石刀片，13-钻头体。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明如附图所示，本实用新型的自导向水压切换割缝式扩孔钻头主要由轴向割缝喷嘴 1、导向体2、径向割缝喷嘴3、单向阀、钻头翼8、金钢石刀片12和钻头体13构成。轴向割缝喷嘴1连接在导向体2上，导向体2在径向上装有多个径向割缝喷嘴3，轴向割缝喷嘴1 与径向割缝喷嘴3通过导向体孔腔7联通，导向体2末端设有钻头体13，钻头体13上设有多个钻头翼8，每个钻头翼8延轴向前端都设有出水孔11，每个出水孔11与导向体孔腔7 相连处依次都设有由柱塞头6、弹簧5及柱塞套4构成的单向阀，柱塞头6能在导向体中移动，钻头翼8外圆周面上设有多个钻头翼加强筋9，导向体2外圆周面及前端面上设有多个导向体轴向护条10，每个钻头翼8上设有多个金钢石刀片12。轴向割缝喷嘴1与导向体2 用螺纹连接，径向割缝喷嘴3与导向体2用螺纹连接，钻头翼8与导向体2采用焊接或螺纹连接固定，钻头翼加强筋9与钻头翼8采用焊接固定，导向体轴向护条10与导向体2采用焊接固定，金钢石刀片12与钻头翼8采用焊接固定，柱塞头6通过柱塞套4压缩弹簧5固定；柱塞套4上开有出水孔11 ；金钢石刀片12为常用PDC复合片；柱塞套4与导向体2用螺纹连接；所述柱塞头6为球体。工作原理及工作过程在扩孔钻进过程中，以常压水或稍有压力的水进行扩孔钻进工作，当扩孔钻孔工作停止需要退钻割缝时，增加水压至定值及以上，柱塞头6压缩弹簧 5至柱塞套4内密封，使导向体2内水从轴向割缝喷嘴1和径向割缝喷嘴3中射出，达到对煤岩体实现高压割缝效果，完成割缝作业。
权利要求1.一种自导向水压切换割缝式扩孔钻头，其特征在于它包括头部为内部设有导向体孔腔(7)的导向体(2)，导向体(2)的头部设有与导向体孔腔(7)前端相通的阶梯通孔，阶梯通孔内设有一轴向割缝喷嘴(1)，导向体(2)的前部圆周面上设有多个与导向体孔腔(7) 前端相通的径向阶梯通孔，每个径向阶梯通孔内均设有径向割缝喷嘴(3)，导向体(2)的尾部套装有钻头体(13)，钻头体(13)上设有多个钻头翼(8)，钻头翼(8)的刃口一侧均附着有金钢石刀片(12)，每个钻头翼(8)延轴向前端的导向体(2)上均设有一个与导向体孔腔(7) 相通的径向孔，每个径向孔内设有单向阀。
2.根据权利要求1所述的自导向水压切换割缝式扩孔钻头，其特征在于所述的导向体(2)外表面上设有多条硬质合金的导向体轴向护条(10)。
3.根据权利要求1所述的自导向水压切换割缝式扩孔钻头，其特征在于所述的割缝喷嘴(3)为2 4个。
4.根据权利要求1所述的自导向水压切换割缝式扩孔钻头，其特征在于所述的钻头翼(8)的外缘上设有条形硬质合金的钻头翼加强筋(9)。
5.根据权利要求1或4所述的自导向水压切换割缝式扩孔钻头，其特征在于所述的钻头翼(8)为2 4个。
6.根据权利要求1所述的自导向水压切换割缝式扩孔钻头，其特征在于所述的单向阀包括尾部开有孔的柱塞套(4)、设在柱塞套(4)内的弹簧(5)和柱塞头(6)。
专利摘要一种自导向水压切换割缝式扩孔钻头，包括头部为内部设有导向体孔腔的导向体，导向体的头部设有与导向体孔腔前端相通的阶梯通孔，阶梯通孔内设有一轴向割缝喷嘴，导向体的前部圆周面上设有多个与导向体孔腔前端相通的径向阶梯通孔，每个径向阶梯通孔内均设有径向割缝喷嘴，导向体的中部圆周面上开有多个与导向体孔腔中部相通的径向孔，径向孔内设有单向阀，导向体的尾部套装有钻头体，钻头体上设有多个钻头翼，每个钻头翼的刃口一侧均附着有金钢石金钢石刀片。以高压水为工作介质，通过切换高压水动力改变割缝喷嘴的流量，不仅具有自导向性，还具有反复切换的功能，采用高压水射流对钻孔煤层进行卸压增透，提高了煤层透气性，并提高了瓦斯抽采效率。其结构简单、操作方便、使用效果好。
文档编号E21B10/26GK202300202SQ20112034881
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者张连军, 林柏泉, 王春利 申请人:中国矿业大学, 徐州博安科技发展有限责任公司