技术特征：
1.一种可循环冷却钻具，其特征在于，包括钻头和钻杆；所述钻头包括钻头体、刀翼、钻头进风通道、第一冷却物质进入通道、第一冷却物质排出通道、冷却物质流通通道、连通孔和喷嘴，所述钻头体包括一体成型的钻头基体和圆盘体，圆盘体设置在钻头基体的顶端，在所述圆盘体的上端面上设有若干个刀翼，钻头基体和圆盘体的中心位置沿垂直方向贯穿设有钻头进风通道，在钻头进风通道的顶端设有向上凸出的喷嘴，在所述钻头进风通道的外周两侧沿垂直方向对称设有第一冷却物质进入通道和第一冷却物质排出通道，在圆盘体内部沿圆周方向设有圆环形的连通孔，在每个刀翼的内部均设有冷却物质流通通道，每个冷却物质流通通道的底端与第一冷却物质进入通道或第一冷却物质排出通道顶端相连通，每个冷却物质流通通道的顶端与连通孔相连通，在所述钻头基体的底端内部设有第一内螺纹及第二内螺纹，第一内螺纹位于钻头进风通道的底端，第二内螺纹位于第一冷却物质进入通道及第一冷却物质排出通道的底端的外周面上；所述钻杆设有杆体，在杆体的内部中心位置沿轴向设有钻杆进风通道，在钻杆进风通道的外周两侧对称设有第二冷却物质进入通道和第二冷却物质排出通道，在所述钻杆的前端设有同心设置的第一环形凸台和第二环形凸台，第一环形凸台的中心通孔与钻杆进风通道同轴，第二环形凸台位于第二冷却物质进入通道和第二冷却物质排出通道所在圆周面的外周，在所述第一环形凸台的外周面上设有与所述第一内螺纹相匹配的第一外螺纹，在所述第二环形凸台的外周面上设有与所述第二内螺纹相匹配的第二外螺纹；钻杆前端通过第一外螺纹与第一内螺纹相匹配、第二外螺纹与第二内螺纹相匹配连接，连接到位后，钻头的第一冷却物质进入通道与钻杆的第二冷却物质进入通道相对应，钻头的第一冷却物质排出通道与钻杆的第二冷却物质排出通道相对应，钻头进风通道与钻杆进风通道相对应。2.如权利要求1所述的一种可循环冷却钻具，其特征在于，所述刀翼的数量为3-5个。3.如权利要求1所述的一种可循环冷却钻具，其特征在于，在每个所述刀翼上均设有3-5个切削齿。4.如权利要求1或2或3所述的一种可循环冷却钻具，其特征在于，所述刀翼由合金钢或金刚石材质制成。5.如权利要求3所述的一种可循环冷却钻具，其特征在于，所述切削齿由合金钢或金刚石材质制成。6.如权利要求1所述的一种可循环冷却钻具，其特征在于，在所述杆体的尾端设有与所述第一外螺纹相匹配的第三内螺纹，以及与所述第二外螺纹相匹配的第四内螺纹。7.如权利要求1所述的一种可循环冷却钻具，其特征在于，在所述杆体的外周面上设有螺旋叶片，螺旋叶片的径向厚度d为5-15mm，轴向长度l为15-30mm，螺旋角度为40-50
°
，螺距为钻杆直径的0.8-1.2倍。8.一种可循环冷却钻具的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、首先将钻头与钻杆通过第一外螺纹与第一内螺纹相匹配、第二外螺纹与第二内螺纹相匹配连接；钻杆安装在钻机上，由钻机驱动钻杆钻进或后退；步骤2、在所述钻杆的尾端安装水辫，水辫的另一端分别与风管、冷却物质供应管路、冷却物质排出管路相连接，风管的另一端与井下压风管路相连接，冷却物质供应管路通过增压泵与冷却物质循环箱的出口相连接，冷却物质循环箱的入口与所述冷却物质排出管路相
连接；安装好水辫后，风管与钻杆进风通道相连通，冷却物质供应管路与钻杆的第二冷却物质进入通道相连通，冷却物质排出管路与钻杆的第二冷却物质排出通道相连通；步骤3、钻机驱动钻杆钻进时，钻头利用切削齿切削、破碎煤体，自身产生热量，冷却物质自冷却物质循环箱通过增压泵经过冷却物质供应管路、水辫依次进入第二冷却物质进入通道及第一冷却物质进入通道，然后经冷却物质流通通道流入连通孔，对各个刀翼、切削齿进行降温，再流至第一冷却物质排出通道，最后通过第二冷却物质排出通道，经水辫、冷却物质排出管路进入冷却物质循环箱；同时，井下压风管路内的风依次流经风管、水辫、钻杆进风通道、钻头进风通道、喷嘴进入钻孔底部，并借助钻杆上的螺旋叶片将钻头破碎后的煤屑排出钻孔；步骤4、钻机驱动钻杆退钻时，首先将水辫上的冷却物质供应管路拆除，换装上风管，井下压风管路内的风将钻杆和钻头内的冷却物质全部压入冷却物质循环箱内；然后拆除水辫上的冷却物质排出管路，将风管重新安装在水辫上连通钻杆进风通道的位置，开始正常退钻作业。9.如权利要求8所述的一种可循环冷却钻具的使用方法，其特征在于，还包括步骤5，步骤5具体为：增加钻杆时，首先将增压泵关闭，在水辫下方放置一个冷却物质收集容器；然后将水辫拆除，此时钻杆内部的冷却物质将在自身重力或外部压力作用下流出钻杆进入冷却物质收集容器；迅速增加钻杆并安装水辫，重新开始钻进；此时将冷却物质收集容器内的冷却物质倒入冷却物质循环箱内，如此反复，直至达到钻孔设计深度。
技术总结
本发明公开了一种可循环冷却钻具，包括钻头和钻杆；所述钻头包括钻头体、刀翼、钻头进风通道、第一冷却物质进入通道、第一冷却物质排出通道、冷却物质流通通道、连通孔和喷嘴；所述钻杆设有杆体，在杆体的内部中心位置沿轴向设有钻杆进风通道，在钻杆进风通道的外周两侧对称设有第二冷却物质进入通道和第二冷却物质排出通道。本发明同时提供一种可循环冷却钻具的使用方法。本发明能够在煤层顺层钻孔施工过程中，有效控制钻具的温度，特别是降低钻头切削齿的温度，从而避免钻孔着火、人员一氧化碳中毒等事故的发生。并且，在本发明的钻具中的钻杆上设有螺旋叶片，可有效增加钻具的排渣能力。力。力。
技术研发人员：李杰 任发科 陈永涛 杨刚 刘思迪 苏伟伟
受保护的技术使用者：中煤科工集团沈阳研究院有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/15