[实用新型]一种防止高压水顶钻装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿山钻孔探水领域，具体涉及一种防止高压水顶钻装置。

背景技术

在进行矿山巷道掘进或者开采过程中，为了防止矿井突水，要对预采掘段的煤岩体进行含水性探测以保证开挖的安全。探测常采用钻探的方法，即对预开挖段施工若干个探水钻孔，通过钻孔的出水情况判断预开挖段煤岩体的含水情况，以决定是否直接开挖还是治理后再开挖。采掘段的煤岩体中所含的水一般为承压水，尤其在深部矿井，承受的承压水水压甚至达到10MPa以上，当钻孔揭露这种承压含水段时，巨大的水压会对钻头产生巨大的压力而，把整个钻杆顶出钻孔，几十米的钻杆像箭一般的飞出钻孔，钻机被顶翻，甚至造成钻机、钻杆伤人事故。与此同时，高压水也极有可能冲出钻孔，发展成为突水事故。

发明内容

为了克服钻孔探水过程中出现高承压水顶钻的现象，本发明提供一种防止高压水顶钻装置，其技术解决方案是整个装置包括钻杆、圆台状凸起、圆台状凹槽、外壳、挡盘、弹簧、开关螺栓、固定螺栓，钻杆表面铸有圆台状凸起，紧挨圆台状凸起的底面开切一圈圆台状凹槽，外壳包裹住整个装置，弹簧一端与挡盘底面固定连接，弹簧另一端与开关螺栓一端固定连接，开关螺栓另一端与外壳螺栓连接。所述圆台状凹槽侧面的倾角与所述圆台状凸起侧面的倾角相同；所述外壳通过固定螺栓固定于岩体上；所述挡盘顶面为半圈圆台侧面，圆台侧面的倾角与圆台状凸起侧面的倾角相同，每组有两个挡盘，两个挡盘对称分布，为了增强挡盘的阻挡作用，可以设置多组挡盘；所述弹簧位于挡盘与开关螺栓之间，一端与挡盘固定连接，另一端与开关螺栓固定连接；所述开关螺栓通过外壳上的螺纹孔与外壳螺栓连接，旋转开关螺栓可以从外壳中取出开关螺栓或者改变开关螺栓在外壳中的位置；圆台状凸起与挡盘接触时的位置关系有两种情况，一种是圆台状凸起侧面与挡盘顶面接触，两个挡盘向两侧移动，另一种是挡盘顶面滑入圆台状凹槽中时挡盘侧面与圆台状凸起底面接触，挡盘阻挡住钻杆后退，圆台状凹槽的存在可以增大圆台状凸起底面与挡盘的接触面积。

在钻杆前进的过程中，当钻杆上的圆台状凸起接触到第一组挡盘顶面时，两个挡盘分别向两侧移动，圆台状凸起便顶开挡盘继续前进，当圆台状凸起完全通过挡盘时，挡盘便在弹簧的弹力作用下弹出来并与钻杆表面接触，这种接触不会影响钻杆继续前进。当钻杆前进的过程中遇到高压水时，在高压水作用下钻杆后退，在钻杆后退的过程中，圆台状凸起底 面与挡盘接触，挡盘便会阻挡住钻杆的后退，圆台状凹槽的存在增大了圆台状凸起底面与挡盘的接触面积，增强了挡盘的阻挡作用。当需要将钻杆从钻孔中取出时，只要将开关螺栓拧出，弹簧和挡盘便会随着开关螺栓一同拧出，此时便可以取出钻杆。该装置巧妙的利用圆台的形状特点，可以使钻杆能够自动前进且自动防止后退。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是防止高压水顶钻装置的平面剖视结构示意图。

图2是防止高压水顶钻装置的立体结构示意图。

图3是防止高压水顶钻装置的立体剖视结构示意图。

图4是挡盘、弹簧和开关螺栓的立体结构示意图。

图5是圆台状凸起顶开挡盘过程中的平面剖视结构示意图。

图6是挡盘抵挡住圆台状凸起时的平面剖视结构示意图。

图中，1、钻杆；2、圆台状凸起；3、圆台状凹槽；4、外壳；5、挡盘；6、弹簧；7、开关螺栓；8、固定螺栓；9、岩体。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图6所示，一种防止高压水顶钻装置，整个装置包括钻杆1、圆台状凸起2、圆台状凹槽3、外壳4、挡盘5、弹簧6、开关螺栓7、固定螺栓8，所述钻杆1，上面铸有圆台状凸起2，紧挨圆台状凸起2的底面开切有一圈圆台状凹槽3，圆台状凹槽3的倾角与圆台状凸起2的倾角相同；所述外壳4，通过固定螺栓8固定于岩体9上，包裹住整个装置；所述挡盘5，顶面为半圈圆台侧面，圆台侧面的倾角与圆台状凸起2的倾角相同，底面与弹簧6固连，每组有两个挡盘5，两个挡盘5对称分布，为了增强挡盘5的阻挡作用，可以设置多组挡盘5；所述弹簧6，一端与挡盘5固连，另一端与开关螺栓7固连；所述开关螺栓7，与外壳4为螺栓连接。

在钻杆1前进的过程中，当钻杆1上的圆台状凸起2接触到第一组挡盘5顶面时，两个挡盘5分别向两侧移动，圆台状凸起2便顶开挡盘5继续前进，当圆台状凸起2完全通过挡盘5时，挡盘5便在弹簧6的弹力作用下弹出来并与钻杆1表面接触，这种接触不会影响钻杆1继续前进。当钻杆1前进的过程中遇到高压水时，在高压水作用下钻杆1后退，在钻杆1后退的过程中，圆台状凸起2底面与挡盘5接触，挡盘5便会阻挡住钻杆1的后退， 圆台状凹槽3的存在增大了圆台状凸起2底面与挡盘5的接触面积，增强了挡盘5的阻挡作用。当需要将钻杆1从钻孔中取出时，只要将开关螺栓7拧出，弹簧6和挡盘5便会随着开关螺栓7一同拧出，此时便可以取出钻杆1。该装置巧妙的利用圆台的形状特点，可以使钻杆1能够自动前进且自动防止后退，能够及时有效地防止高压水顶钻。