伸缩式机械扩孔钻头的制作方法

1.本实用新型属于冲击地压防治设备技术领域，涉及一种伸缩式机械扩孔钻头。


背景技术：

2.近年来，随着我国矿井开采深度的增加，冲击地压矿井也随之增多。因此，为保证煤矿安全生产，对于冲击危险区域必须采用煤层大直径钻孔卸压，通过排出钻孔内的大量煤粉，使钻孔周围煤体破坏区扩大，从而使钻孔周围一定应力区域煤岩体的应力集中程度下降，并使高应力转移到煤岩体的深处，实现对局部煤体进行卸压的目的。据了解现在煤矿所使用的煤层大直径钻头大多都是单一的直径不可变的钻头，对于煤体内应力集中区域卸压效果不明显。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种伸缩式机械扩孔钻头，解决了现有煤层大直径卸压钻具孔径单一且卸压效果差的问题。
4.本实用新型所采用的技术方案是，伸缩式机械扩孔钻头，包括钻杆，钻杆一端连接有钻头，钻杆外侧面对称开设有与钻杆长度方向一致的嵌置槽，嵌置槽内均设有伸缩扩孔刀具，钻杆内还设置有高压管道，高压管道分别与嵌置槽、钻头连通，高压管道内设置有弹簧，弹簧与伸缩扩孔刀具连接。
5.本实用新型的特征还在于，
6.伸缩扩孔刀具包括刀具链，刀具链一端与嵌置槽一端固接，刀具链另一端与弹簧伸缩端固接。
7.刀具链包括两个通过铰链连接的刀具。
8.高压管道包括相互连通的高压进水管道和高压分流管道，高压分流管道伸入钻头内，高压进水管道两侧还对称连通有分流管道，分流管道内均设置有高压水阀门，弹簧位于分流管道靠近末端的位置处，分流管道与嵌置槽连通。
9.分流管道和高压分流管道的直径均小于高压进水管道。
10.弹簧固定端与分流管道内壁固接，分流管道内壁、位于弹簧固定端和伸缩端之间设置有限位卡扣。
11.弹簧达到最大伸长量时其伸缩端位于分流管道和嵌置槽的连接处。
12.弹簧伸缩方向与分流管道水流方向一致。
13.本实用新型的有益效果是，
14.(1)本实用新型的伸缩式机械扩孔钻头，通过钻杆两侧的伸缩扩孔刀具、钻杆内部高压管道及高压水阀门配合使用，对冲击危险区域进行扩孔卸压治理；
15.(2)本实用新型的伸缩式机械扩孔钻头，钻杆两侧嵌置的伸缩扩孔刀具及钻杆内的弹簧装置，可以根据现场需求调节扩孔半径大小，可以更加有针对性的进行卸压处理，还兼备了前进式及后退式两种扩孔方式，卸压效果更好。
附图说明
16.图1是本实用新型伸缩式机械扩孔钻头的结构示意图；
17.图2是本实用新型伸缩式机械扩孔钻头中扩孔刀具闭合时的结构示意图；
18.图3是图1中7处的局部放大结构示意图；
19.图4是图1中3处的局部放大结构示意图。
20.图中，1.高压进水管道，2.限位卡扣，3.弹簧，4.钻杆，5.刀具链，6.铰链，7.高压水阀门，8.钻头，9.分流管道，10.高压分流管道。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
22.本实用新型的伸缩式机械扩孔钻头，结构如图1和图2所示，包括钻杆4，钻杆4一端连接有钻头8，钻头8上设有多个喷孔，钻头8可拆卸，用于往煤层中钻进，钻杆4另一端为钻尾，钻杆4另一端为钻尾，钻尾外周设置有螺纹，钻杆4长度不够时钻尾可螺纹再连接一根钻杆4，钻杆4外侧面对称开设有与钻杆4长度方向一致的嵌置槽，嵌置槽内均设有伸缩扩孔刀具。
23.伸缩扩孔刀具包括固设于嵌置槽内的刀具链5，刀具链5包括两个通过铰链6连接的刀具。铰链6设置在刀具的相交处，用于控制扩孔刀具进行活动。
24.刀具链5一端与嵌置槽一端固接，刀具链5另一端与弹簧3伸缩端固接。刀具链5和铰链6用于冲击地压矿井煤层大直径扩孔卸压。
25.如图2和图4所示，钻杆4内设有高压管道，高压管道包括设置在钻尾的高压进水管道1，方向与钻杆4长度方向一致，高压进水管道1连通有高压分流管道10，高压分流管道10伸入钻头8内，与钻头8的喷头配合，高压进水管道1两侧垂直对称连通有分流管道9。高压水阀门7分别设置在分流管道9与高压进水管道1的管接口处的两侧，分流管道9和高压分流管道10的直径均较小于高压进水管道1直径，水压足够大时，高压分流管道10不足以分流，当水压达到阈值时，高压水阀门7打开，高压水流向分流管道9。
26.如图3所示，分流管道9包括相互垂直的竖直管和水平管，弹簧3固定端固接在分流管道9的拐角内壁，弹簧3固定端和伸缩端之间的分流管道9内壁上设置有限位卡扣2，弹簧3的伸缩端与刀具固接，弹簧3伸缩方向与分流管道9水平管内水流推进方向一致，且弹簧3达到最大伸长量时其伸缩端位于分流管道9和嵌置槽的连接处，需要扩孔时分流管道9内的高压水推动弹簧3经过限位卡扣2，从而使刀具链5逐渐打开进行扩孔，通过高压水阀门7、弹簧3、刀具链5、铰链6的配合来共同控制扩孔刀具的打开与闭合程度，同时高压水会顺着分流管道9的竖直管流经水平管然后跟着扩孔刀具膨出，在扩孔的时候冲刷煤粉。
27.本实用新型的伸缩式机械扩孔钻头工作原理为：
28.常规钻孔施工时，高压水阀门7关闭，高压水通过高压进水管道1进入钻杆4，再经过高压分流管道10到达钻头8，从钻头8的喷头喷出。
29.前进式扩孔时，打开高压水阀门7，高压水推动弹簧3，从而使刀具链5逐渐打开，铰链6两侧的刀具固定并开始扩孔，扩孔钻头8可以通过钻机给出向钻孔内正向推力从而带动扩孔刀具达到前进式扩孔的目的。前进式扩孔主要针对扩孔过程中遇到煤层较硬、煤炮声较为频繁及有夹矸的煤层。
30.后退式扩孔与前进式工作原理相似，扩孔钻头8可以通过钻机控制钻杆4后退带动扩孔刀具进行后退时扩孔，扩孔完毕后，回缩刀具可以快速完成退杆及退钻。后退式扩孔主要针对扩孔过程中易钻进煤层及扩孔后半段时可采用后退式扩孔达到快速退杆退钻的目的。
31.本实用新型的伸缩式机械扩孔钻头的工作流程为：
32.常规钻孔施工时，伸缩扩孔刀具及高压水阀门7闭合，高压水通过钻杆4内部的高压进水管道1及高压分流管道10流向钻头8，在钻头8向煤层钻进过程中高压水通过钻头8的喷头喷出冲刷煤粉，煤粉水顺着钻孔流程达到排煤粉的目的。扩孔钻头8在进行扩孔时，高压水阀门7打开，高压水经过分流管道9推动弹簧3伸缩端伸长推动刀具链5，配合铰链6及嵌置槽的固定端使刀具链5逐渐打开，开始扩孔，可根据现场需要选择前进式扩孔或后退时扩孔；同时也可根据卸压条件选择扩孔半径，扩孔半径可根据高压水给压大小来控制扩孔刀具打开程度。刀具链5扩孔结束后，高压水阀门7关闭，弹簧3回缩，从而牵引刀具链5回缩至嵌置槽内部。
33.本实用新型的伸缩式机械扩孔钻头可以对冲击危险区域进行扩孔卸压治理，通过设置于钻杆4内部的高压水阀装置、设置于钻杆4外部的伸缩式刀具及弹簧装置，自主调节扩孔半径大小，有针对性的进行卸压处理，使卸压效果更好。可根据现场需要选择前进式扩孔或后退时扩孔；同时也可根据卸压条件和高压水给压大小来控制扩孔刀具打开程度，从而控制扩孔卸压钻孔孔径大小，并且还兼备了前进式及后退式两种扩孔方式，具备冲击地压防治效果更好的优点。