一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿安全开采技术领域，具体涉及一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头。
【背景技术】
[0002]我国煤炭资源丰富，近年来虽然煤炭煤炭占一次能源消费的比重在减少，但其作为主要能源和重要工业原料的主体能源地位难以改变。我国煤层瓦斯赋存条件复杂，煤层占我国在采煤层的60%?80%，具有煤层破碎、稳定性差，瓦斯含量高、压力大等特点，在煤层打钻施工过程中常常遇到钻孔孔壁坍塌、喷孔和卡埋钻等现象。打钻完成，退出钻头之后，孔壁周围的煤体会覆盖住钻孔，钻孔垮塌，堵塞了瓦斯流动的通道，大大降低了瓦斯抽采效率。传统的做法是钻进至设计位置后取出钻头，然后下设套管。但由于煤层打钻后破坏了钻孔周围稳定性，钻头取出后即出现塌孔，导致套管无法到达设计深度，造成钻孔成孔深度浅、成孔率低、瓦斯抽采效果差，导致防突成本和瓦斯抽采成本很高。
[0003]为此，针对上述出现的问题，经过前期调研以及后期的深入研究和设计，研发了一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，以此来解决上述所出现的难题。
【实用新型内容】
[0004]针对上述出现的情况，为了解决现有的技术问题，本实用新型的目的是要提供一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，可有效解决煤层中瓦斯抽采孔深孔钻进之后成孔效果差、送入套管难的问题。
[0005]本实用新型解决的技术方案是:一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，主要包括钻头体、外部切削翼、内部钻芯和凹形卡槽，钻头体上设置有外部切削翼、排渣凹槽和喷嘴，排渣凹槽位于四个外部切削翼之间，切削翼上镶嵌有金刚石切割齿，内部钻芯内置有压缩弹簧、钢珠，内部钻芯外表面上镶嵌有金刚石切割齿和挡煤板，凹形卡槽、内部钻芯与钻头体连接的部位靠转动销轴连接，呈对称分布，内部钻芯可闭合在凹形卡槽内，内部钻芯和凹形卡槽打开时与钻杆同轴向。
[0006]进一步，所述四个外部切削翼均匀分布在钻头体的外端部，旋转轨迹形成螺旋状。
[0007]进一步，所述四个外部切削翼之间设有排渣槽。
[0008]进一步，所述钻头体上设置有喷嘴。
[0009]进一步，所述内部钻芯和凹形卡槽的外表面上均镶嵌有金刚石切割齿，在正常的打钻过程中，内部钻芯和凹形卡槽呈闭合状态，所设的挡煤板能阻止煤渣进入钻杆内，在打钻完成后，下设护孔抽采管可以经由钻杆内可穿过钻头体内部使钢珠与凹形卡槽分离，然后将内部钻芯和凹形卡槽打开，将护孔抽采管送入到钻孔底部，复合式钻头和钻杆可安全退出。
[0010]采用上述技术方案，向煤层中打钻过程中，复合式钻头能有效地切割煤体，钻头体内部钻芯在关闭状态下能够有效阻挡煤渣进入复合钻头内部，四个外部切削翼之间的排渣槽，在转动过程中能将煤渣排出，采用的三棱钻杆可以将煤渣排出钻孔外。
[0011]钻孔施工到设计深度后，下设护孔抽采管可以经由钻杆内可穿过钻头体内部使内部钻芯和凹形卡槽打开，将护孔抽采管送入到钻孔底部，复合式钻头和钻杆可安全退出。
[0012]本实用新型的有益效果是，本实用有效解决煤层中瓦斯抽采孔深孔钻进之后成孔效果差、送入套管难的问题。该实用新型复合式钻头设计独特、结构简单、便于操作使用，在护孔管的作用下，内部钻芯和凹形卡槽能够实现自由的打开，将护孔抽采管送入到钻孔底部，达到护孔、抽采双重目的。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型中复合式钻头的结构示意图。
[0014]图2是本实用新型中复合式钻头打开时的主视图示意图。
[0015]图3是本实用新型中复合式钻头俯视图示意图。
[0016]图中，1-复合式钻头，2-钻头体，3-外部切削翼，4-内部钻芯，5-凹形卡槽，6-金刚石切割齿，7-排渣凹槽，8-喷嘴，9-压缩弹簧，10-钢珠，11-挡煤板，12-转动销轴。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，通过对实施例的描述，对本实用新型做进一步说明:
[0018]—种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，如图所示，复合式钻头I主要包括钻头体2、外部切削翼3、内部钻芯4和凹形卡槽5，钻头体2上设置有外部切削翼3、排渣凹槽7和喷嘴8，排渣凹槽7位于四个外部切削翼3之间，转轨迹形成螺旋状，切削翼3上镶嵌有金刚石切割齿6，内部钻芯4内置有压缩弹簧9和钢珠10，内部钻芯4外表面上镶嵌有金刚石切割齿6和挡煤板11，凹形卡槽5、内部钻芯4与钻头体2连接的部位靠转动销轴12连接，呈对称分布，内部钻芯4通过钢珠10可闭合在凹形卡槽5内，内部钻芯4和凹形卡槽5打开时与钻杆同轴向，凹形卡槽5的外表面上镶嵌有金刚石切割齿6。
[0019]实施步骤:在煤层打钻过程中，内部钻芯4在压缩弹簧9的作用下，钢珠10与凹形卡槽5相扣，使内部钻芯4始终处于闭合状态，挡煤板11能够阻挡煤渣进入钻头体2内。四个外部切削翼3上的金刚石切割齿6能将钻孔内的煤破碎，经由排渣凹槽7将煤渣从钻头体7排出，然后通过三棱钻杆从钻孔中排出。钻孔施工到设计深度后，下设护孔抽采管可以经由钻杆内可穿过钻头体2内部使钢珠10与凹形卡槽5分离，将内部钻芯4和凹形卡槽5打开，然后将护孔抽采管送入到钻孔底部，复合式钻头I和钻杆可安全退出。其中护孔套管不仅起到了护孔的作用，而且又充当瓦斯抽采管抽采瓦斯的用途。
[0020]本实用新型提供的煤层瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，应当说明的是上述实例用于说明本实用新型的详细说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型设计前提下，还可以做出一些改进或变换，这些都属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，主要包括钻头体、外部切削翼、内部钻芯和凹形卡槽，钻头体上设置有外部切削翼、排渣凹槽和喷嘴，排渣凹槽位于四个外部切削翼之间，切削翼上镶嵌有金刚石切割齿，内部钻芯内置有压缩弹簧、钢珠，内部钻芯外表面上镶嵌有金刚石切割齿和挡煤板，凹形卡槽、内部钻芯与喷头体连接的部位靠转动销轴连接，呈对称分布，内部钻芯可闭合在凹形卡槽内，内部钻芯和凹形卡槽打开时与钻杆同轴向。2.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，其特征在于:四个外部切削翼均匀分布在喷头体的外端部，四个外部切削翼之间设有排渣槽，旋转轨迹形成螺旋状。3.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，其特征在于:钻头体上设置有喷嘴。4.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，其特征在于:所述内部钻芯和凹形卡槽的外表面上均镶嵌有金刚石切割齿，在正常的打钻过程中，内部钻芯和凹形卡槽呈闭合状态，所设的挡煤板能阻止煤渣进入钻杆内，在打钻完成后，下设护孔抽采管可以经由钻杆内可穿过钻头体内部使钢珠与凹形卡槽分离，然后将使内部钻芯和凹形卡槽打开，将护孔抽采管送入到钻孔底部，复合式钻头和钻杆可安全退出。
【专利摘要】一种煤矿瓦斯抽采孔护孔用的复合式钻头，主要包括钻头体、外部切削翼、内部钻芯和凹形卡槽，钻头体上设置有外部切削翼、排渣凹槽和喷嘴，排渣凹槽位于四个外部切削翼之间，切削翼上镶嵌有金刚石切割齿，内部钻芯内置有压缩弹簧、钢珠，内部钻芯外表面上镶嵌有金刚石切割齿和挡煤板，凹形卡槽、内部钻芯与喷头体连接的部位靠转动销轴连接，呈对称分布，内部钻芯可闭合在凹形卡槽内，内部钻芯和凹形卡槽打开时与钻杆同轴向。该实用新型复合式钻头设计独特、结构简单、便于操作使用，在护孔管的作用下，内部钻芯和凹形卡槽能够实现自由的撑开，将护孔抽采管送入到钻孔底部，达到护孔、抽采双重目的。
【IPC分类】E21B10/43, E21B10/46
【公开号】CN205297347
【申请号】
【发明人】徐冬冬, 周正涛
【申请人】河南理工大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月11日