专利名称：多级水力冲孔钻的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿领域钻具，特别涉及一种多级水力冲孔钻。
背景技术：
水力冲孔主要用于对煤层顶部钻孔，水力冲孔是増加煤层瓦斯透气性、卸压、消除突出危险性的重要技木，但是，目前的钻杆及冲孔钻头结构简单，只在钻头部位安装ー组射流喷嘴，如果是软煤，当水射流割裂煤体时，大量煤体跨落到钻孔内，容易造成堵孔，由于钻杆长度大，容易导致钻杆卡死现象；如果是较硬煤质或者夹矸，水射流割裂的煤块或矸石块，不易破碎，造成堵孔。针对钻杆被卡死的情況，目前的处理方式是加大水压，使钻孔内的压カ大于外界以便是堵塞部分被疏通。现有水力钻杆的钻孔容易因掉落的煤块封堵而口径变小，往往内部压カ大于外部压力。钻孔内加大水压存在很大风险，当水压达到临界值，出现煤与瓦斯喷孔现象，引起瓦斯超限，増加了风险，不利于瓦斯管理。
发明内容
本发明的目的是针对目前现有水利冲孔钻存在的结构简単，容易导致煤体垮落堵塞钻孔等问题，提供一种结构合理，使用效果好，不会出现堵塞钻孔的多级水力冲孔钻。技术方案一种多级水力冲孔钻，包括钻杆，钻头和射流嘴，钻杆内腔为水通道，钻杆最前侧安装的射流钻头上设置有至少两个对称射流嘴，射流喷嘴与内腔水通道连通，对称的射流嘴之间夹角α范围为30° < α <60° ;在射流钻头下方的钻杆上至少ー个机械钻头，在机械钻头下方的钻杆上垂直固定有网状托盘，网状托盘的外径与各钻头外径近似相等，在网状托盘下方的钻杆上固定有射流器，该射流器含有至少两个与钻杆平行的射流嘴，所述射流嘴正对网状托盘的网孔。在所述射流器下方的钻杆上至少垂直安装一个网状托盘，每个网状托盘下方的钻杆上固定有一个射流器，每个射流器含有至少两个平行的射流嘴，所述射流嘴正对网状托盘的网孔。在相邻网状托盘之间的钻杆上，至少安装有一个机械钻头。所述射流器为钻头式射流器，即在机械钻头内设置出水通道，在钻头上对称设置有出水孔，每个出水孔上安装有与钻杆平行的射流嘴，出水通道与钻杆内腔水通道连通。所述射流器包括支架和射流嘴，射流嘴固定在支架上，射流嘴通过输水管与钻杆内腔水通道连通。有益效果本发明采用多级破碎，多级冲孔技术，第一杆钻杆上安装三个钻头，第一个钻头的射流嘴射流破煤，第二、第三个钻头机械破碎煤体；能充分对钻孔中煤块进行破碎。在钻杆底部，安装托盘，将垮落煤体临时仓储，抑制煤体向下继续垮落而囤积情况的发生。在托盘的底部安装平行于钻杆的射流喷嘴，该射流对临时仓储煤体继续破碎，托盘底部的射流喷嘴能对托盘上的煤块进行破碎和稀释，使其沿托盘周边或托盘网孔中向下持续流出，从而使瓦斯连续均匀涌出，克服了瓦斯超限的情况的出现，防止瓦斯突出等危险的发生。
图I是本发明多级水力冲孔钻的外观结构示意 图2是图I的局部放大结构示意 图3是图I中射流钻头的剖面结构示意 图4是本发明多级水力冲孔钻的另ー种结构示意图。图中标号I为钻杆，2为射流钻头，21为射流钻头的出水通道，3为机械钻头，4为钻头式射流器，5为成夹角α的射流嘴，6为与钻杆平行的射流嘴，7为网状托盘，71为网，72为固定套，8为射流器的支架，9为输水管。·
具体实施例方式 实施例一參见图I ー图3，一种多级水力冲孔钻，在钻杆I的最前侧(即最上端)安装有射流钻头2，该射流钻头2上设置有两个对称的成夹角α的射流嘴5，射流钻头2内部设置有出水通道21，射流喷嘴5与出水通道21连通，対称的射流嘴之间夹角α范围为30° ^ a ^ 60°。在射流钻头2下方的钻杆I上依次间隔安装了两个机械钻头3(普通钻头)，在机械钻头3下方的钻杆I上垂直固定有网状托盘7，网状托盘7的外径与各钻头外径近似相等，在网状托盘7下方的钻杆I上固定有射流器，该射流器为钻头式射流器4，即在机械钻头内设置出水通道，在钻头上对称设置有出水孔，每个出水孔上安装有与钻杆平行的射流嘴6，出水通道与钻杆内腔水通道连通，射流嘴6正对网状托盘7的网孔。实施例ニ 參见图Iー图3，在实施例一的基础上，在钻头式射流器4下方的钻杆I上垂直安装ー个或多个网状托盘7，每个网状托盘7下方的钻杆上固定有一个钻头式射流器4，每个钻头式射流器4含有至少两个平行的射流嘴6，所有射流嘴6正对其上方的网状托盘7的网孔。上、下网状托盘之间的钻杆I上，分别安装有ー个或两个机械钻头3。实施例三參见图4,内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是所述射流器包括支架8和射流嘴6，射流嘴6固定在支架8上，射流嘴6通过输水管9与钻杆内腔出水通道连通。
权利要求
1.一种多级水力冲孔钻，包括钻杆，钻头和射流嘴，其特征是钻杆内腔为水通道，钻杆最前侧安装的射流钻头上设置有至少两个对称射流嘴，射流喷嘴与内腔水通道连通，对称的射流嘴之间夹角α范围为30° < α <60° ;在射流钻头下方的钻杆上至少ー个机械钻头，在机械钻头下方的钻杆上垂直固定有网状托盘，网状托盘的外径与各钻头外径近似相等，在网状托盘下方的钻杆上固定有射流器，该射流器含有至少两个与钻杆平行的射流嘴，所述射流嘴正对网状托盘的网孔。
2.根据权利要求I所述的多级水力冲孔钻，其特征是在所述射流器下方的钻杆上至少垂直安装一个网状托盘，每个网状托盘下方的钻杆上固定有一个射流器，每个射流器含有至少两个平行的射流嘴，所述射流嘴正对网状托盘的网孔。
3.根据权利要求2所述的多级水力冲孔钻，其特征是在相邻网状托盘之间的钻杆上，至少安装有一个机械钻头。
4.根据权利要求2所述的多级水力冲孔钻，其特征是所述射流器为钻头式射流器，即在机械钻头内设置出水通道，在钻头上对称设置有出水孔，每个出水孔上安装有与钻杆平行的射流嘴，出水通道与钻杆内腔水通道连通。
5.根据权利要求2所述的多级水力冲孔钻，其特征是所述射流器包括支架和射流嘴，射流嘴固定在支架上，射流嘴通过输水管与钻杆内腔水通道连通。
全文摘要
本发明公开了一种多级水力冲孔钻，钻杆最前侧安装的射流钻头上设置有至少两个对称射流嘴，射流喷嘴与内腔水通道连通，在射流钻头下方的钻杆上至少一个机械钻头，在机械钻头下方的钻杆上垂直固定有网状托盘，在网状托盘下方的钻杆上固定有射流器，该射流器含有至少两个与钻杆平行的射流嘴，所述射流嘴正对网状托盘的网孔。本发明采用多级破碎，多级冲孔技术，在钻杆底部安装托盘，将垮落煤体临时仓储，抑制煤体向下继续垮落而囤积情况的发生。托盘下平行安装的射流器对临时仓储煤体继续破碎，煤浆沿托盘周边或托盘网孔中向下持续流出，从而使瓦斯连续均匀涌出，克服了瓦斯超限。
文档编号E21B7/18GK102678048SQ20121017348
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者李辉, 魏建平 申请人:河南理工大学