多级水力冲孔钻.pdf

1、10申请公布号CN102678048A43申请公布日20120919CN102678048ACN102678048A21申请号201210173486X22申请日20120531E21B7/18200601E21B10/38200601E21B17/0020060171申请人河南理工大学地址454000河南省焦作市高新区世纪大道2001号72发明人李辉魏建平74专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人陈大通54发明名称多级水力冲孔钻57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

2、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。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页1/1页21一种多级水力冲孔钻，包括钻杆，钻头和射流嘴，其特征是钻杆内腔为水通

3、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范围为3060；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，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1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

4、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。权利要求书CN102678048A1/2页3多级水力冲孔钻技术领域0001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0002水力冲孔主要用于对煤层顶部钻孔，水力冲孔是增加煤层瓦斯透气性、卸压、消除突出危险性的

5、重要技术，但是，目前的钻杆及冲孔钻头结构简单，只在钻头部位安装一组射流喷嘴，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况，目前的处理方式是加大水压，使钻孔内的压力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，往往内部压力大于外部压力。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，增加了风险，不利于瓦斯管理。发明内容0003本发明的目的是针对目前现有水利冲孔钻存在的结构简单，容

6、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。0004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范围为3060；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，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。0005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

7、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。0006在相邻网状托盘之间的钻杆上，至少安装有一个机械钻头。0007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。0008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。0009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

8、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说明书CN102678048A2/2页4生。附图说明0010图1是本发明多级水力冲孔钻的外观结构示意图；图2是图1的局部放大结构示意图；图3是图1中射流钻头的剖面结构示意图；图4是本发明多级水力冲孔钻的另一种结构示意图。0011图中标号1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为成夹角的射流嘴，6

9、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。0012具体实施方式实施例一参见图1图3，一种多级水力冲孔钻，在钻杆1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，对称的射流嘴之间夹角范围为3060。0013在射流钻头2下方的钻杆1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1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1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

10、，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。0014实施例二参见图1图3，在实施例一的基础上，在钻头式射流器4下方的钻杆1上垂直安装一个或多个网状托盘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1上，分别安装有一个或两个机械钻头3。0015实施例三参见图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。说明书CN102678048A1/2页5图1图2说明书附图CN102678048A2/2页6图3图4说明书附图CN102678048A