[发明专利]一种防塌孔装置及其钻头结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种防塌孔装置及其钻头结构，属于工程机械技术领域。

背景技术

在我国，“三软”厚及特厚煤层占很大比重，储量数以百亿吨计。“三软”煤层围岩属于差异性很大的非均质层状赋存，表现为围岩难以形成承载结构，强烈的围岩不均匀的整体下沉，一方变形失稳，必然导致另一方失稳，形成恶性循环, 由于“三软”煤层的普氏系数很小，内摩擦系数、粘聚力均很小，这样就使得煤层能承受的应力很小，钻孔完成后，由于应力的二次分布，孔壁所不能承受上面煤层的自重应力等，会导致孔壁受到剪切或者压力受到破坏，导致不能成孔。解决钻孔问题是安全生产，瓦斯抽取的前提。

    瓦斯灾害事故的威胁极大限制了煤矿生产规模、生产效率和经济效益的提高。瓦斯灾害的有效控制是保证我国煤炭工业可持续发展的一个关键性问题。

    通过本发明，可以解决在 “三软”煤层中钻孔，保证成孔，抽取瓦斯问题，可以确保安全生产，直接促进国民经济的发展。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种防塌孔装置及其钻头结构。

本发明的防塌孔装置及其钻头结构，它包含护壁管推进器、护壁管和钻头结构，护壁管的底部设置有护壁管推进器，护壁管套在钻头结构和钻杆外部。

作为优选，所述的钻头结构包含钻进齿、扩张齿、刀座、固定轴和刀柄，其中钻进齿固定于刀座上，扩张齿通过固定轴与刀柄相连。

作为优选，所述的护壁管推进器由定位卡、压力轴承和护壁管推进盘组成，护壁管推进盘的中部安装有压力轴承, 护壁管推进盘底部设置有定位卡，压力轴承用于消除护壁管推进过程中产生的扭矩，护壁管推进盘用于稳定护壁管使之与钻杆同步推进。

 作为优选，所述的护壁管包含护壁管接口、瓦斯排放孔和护壁管接头，护壁管的一端设置有护壁管接口, 护壁管的另一端设置有护壁管接头，且护壁管的管身上均布有瓦斯排放孔。

作为优选，所述的刀座内部设有齿轮结构，齿轮结构包含主齿轮、联动齿轮和固定轴，主齿轮与联动齿轮传动连接，且联动齿轮的中部固定有固定轴。

作为优选，所述的护壁管的由高强度、抗静电、抗阻燃材料制成。

作为优选，所述的钻进齿的宽度大于或等于所述刀座的宽度。

作为优选，所述的钻进齿按120°均布焊接于刀座，钻进齿设有内齿、中间齿、外齿，且所述齿片不在同一高度，由所述钻头中心线向外依次增高，且钻进齿侧边设有三个侧齿，并沿侧边垂直布设。

作为优选，所述的每个扩张齿的根部设有水孔。

作为优选，所述的钻柄为六方加定位销连接已便于钻机前接钻杆。

本发明的有益效果：1、本发明所述的防塌孔装置及其钻头结构所述钻头直径可变，能够在钻孔的同时实现扩孔，既保证了护壁管能够随钻杆推进，钻孔结束后还能够顺利退钻；

2、本发明所述的防塌孔装置及其钻头结构所述护壁管能够平衡孔内外力，有效防止塌孔，为“三软”煤层瓦斯排放创造条件。护壁管为高强度、抗静电、抗阻燃材料制成，安全可靠，不影响煤层后续开采。

3、本发明所述的防塌孔装置及其钻头结构安装便利、结构简单可靠，经济性强。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明护壁管推进器的结构示意图；

图3为图2的B-B向剖视结构示意图；

图4为本发明中护壁管的结构示意图；

图5为本发明中钻头结构的结构示意图；

图6为本发明中刀座内部齿轮结构示意图。

1-护壁管推进器；2-护壁管；3-钻头结构；11-定位卡；12-压力轴承；13-护壁管推进盘；21-护壁管接口；22-瓦斯排放孔；23-护壁管接头；31-钻进齿；32-扩张齿；33-刀座；34-固定轴；35-刀柄；41-主齿轮；42-联动齿轮；43-固定轴。 

具体实施方式：

如图1-6所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含护壁管推进器1、护壁管2和钻头结构3，护壁管2的底部设置有护壁管推进器1，护壁管2套在钻头结构3和钻杆外部。

作为优选，所述的钻头结构3包含钻进齿31、扩张齿32、刀座33、固定轴34和刀柄35，其中钻进齿31固定于刀座33上，扩张齿32通过固定轴34与刀柄35相连。