專利名稱：強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤田地質(zhì)鉆探、煤層氣、礦井瓦斯排放井的鉆、擴(kuò)徑孔裝置，具體為強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭。
背景技術(shù)：
近幾年來，為提高煤炭資源的綜合利用及消除煤炭開采過程中出現(xiàn)瓦斯危及安全生產(chǎn)的事故，在煤炭開采之前，一般要對施工面的煤層氣(瓦斯)設(shè)置預(yù)抽井，或者在生產(chǎn)礦井設(shè)置瓦斯排放井，以便抽取、收集煤層氣。施工中對煤層氣預(yù)抽井的煤層井段或者瓦斯排放井的特定井段，往往需要進(jìn)行局部造穴或者擴(kuò)徑，以提高煤層氣的產(chǎn)量或者對下入到井內(nèi)的套管進(jìn)行保護(hù)，使套管不會(huì)因采煤對地層造成的沉陷、錯(cuò)位被擠壓折斷、損壞而報(bào)廢。目前本申請人所采用的擴(kuò)孔鉆頭，請參見專利號201020180876. 6、名稱為“局部擴(kuò)徑多翼擴(kuò)孔鉆頭”專利。該裝置在鉆頭與鉆桿之間增加了擴(kuò)孔刀翼部分。因此既可以在已有的鉆孔內(nèi)擴(kuò)孔，也可在下部連接鉆頭后實(shí)現(xiàn)鉆孔和擴(kuò)孔、掏穴同步進(jìn)行。但該鉆頭存在多翼擴(kuò)孔器部分短小，沒有扶正導(dǎo)向功能，不能保證擴(kuò)孔所要求的孔徑尺寸質(zhì)量要求，且刀頭擴(kuò)張力小僅適宜在較軟的煤層中擴(kuò)孔掏穴；又由于刀翼的張開完全依靠流體的噴射產(chǎn)生的力矩，故力矩較小，在較硬巖石中擴(kuò)孔初期開槽時(shí)間較長，不能滿足在巖層中擴(kuò)孔鉆進(jìn)的效率。綜上所述，該擴(kuò)孔鉆頭在小口徑巖層中難以實(shí)現(xiàn)大直徑掏穴及擴(kuò)孔，達(dá)不到工程施工要求。而原有的依靠液壓缸強(qiáng)推的擴(kuò)孔器，在較小的鉆孔中擴(kuò)孔難以滿足擴(kuò)大口徑的要求，且施工不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的鉆頭適用范圍小、孔徑質(zhì)量不能保證等缺陷，提供一種新型的強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明依據(jù)了下述的技術(shù)方案。該強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭包括鉆桿、擴(kuò)孔器和鉆頭，其特征在于在擴(kuò)孔器與鉆頭之間增加了強(qiáng)推裝置。所述的擴(kuò)孔器與強(qiáng)推裝置為一體式結(jié)構(gòu)，即兩者之間以缸套的方式連接。所述的強(qiáng)推裝置為流體活塞式，由缸體、置于缸體內(nèi)的活塞和活塞桿組成，活塞桿一端固定活塞，另一端伸出缸體并固定錐形推頭；在缸體壁內(nèi)開氣道，其氣道一端的上腔進(jìn)排氣孔通入活塞腔內(nèi)，另一端開口與多翼擴(kuò)孔器的擴(kuò)孔刀翼氣道——鉆桿氣道相通；在缸體壁上開的下腔進(jìn)排孔，該孔穿過缸體壁與外界相通；在缸體內(nèi)的活塞桿上套有復(fù)位彈簧。進(jìn)一步還可以在缸體內(nèi)的一端設(shè)置有限位環(huán)。更進(jìn)一步在活塞缸體與鉆頭的連接端，開有沖渣噴嘴。還可以在缸體的側(cè)壁上設(shè)置保徑切削具。本發(fā)明的優(yōu)越之處在于結(jié)構(gòu)簡單，性能安全可靠、使用方便，在相同的小口徑條件下可將刀翼做大，同時(shí)解決了在軟、硬巖地層較大擴(kuò)孔半徑的施工難題。


圖1為本發(fā)明回收狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明擴(kuò)孔狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)請參見附圖1或者附圖2。該強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭包括鉆桿1、 多翼擴(kuò)孔器2和鉆頭3，且三者依次相接，其特征在于在擴(kuò)孔器2與鉆頭3之間增加了強(qiáng)推裝置4。本發(fā)明在鉆頭1和強(qiáng)推裝置4的帶動(dòng)下，可以更好完成鉆孔的功能和擴(kuò)孔功能。由于本發(fā)明的擴(kuò)孔器2與強(qiáng)推裝置4為一體式結(jié)構(gòu)，即兩者之間以缸套的方式連接，增加了鉆頭3的長度，因而有扶正導(dǎo)向功能，能保證擴(kuò)孔所要求的孔徑尺寸質(zhì)量要求。本發(fā)明的具體運(yùn)動(dòng)方式是由鉆桿1、多翼擴(kuò)孔器2、強(qiáng)推裝置4和鉆頭3共同完成的，其中所述的強(qiáng)推裝置4為流體活塞推動(dòng)式，它由缸體5、置于缸體內(nèi)的活塞6和活塞桿 7組成，活塞桿7 —端固定活塞6，另一端伸出缸體5并固定錐形推頭10 ；在缸體壁內(nèi)開氣道，其氣道一端的上腔進(jìn)排氣孔11通入活塞腔內(nèi)，另一端開口與多翼擴(kuò)孔器2的擴(kuò)孔刀翼氣道——鉆桿氣道相通；在缸體壁上開的下腔進(jìn)排孔13，該孔穿過缸體壁與外界相通；在缸體內(nèi)的活塞桿7上套有復(fù)位彈簧9。工作時(shí)由地面通過鉆具輸送流體，該流體通過鉆桿氣道進(jìn)入到擴(kuò)孔器的擴(kuò)孔刀翼氣道，流體由噴咀噴射而出所產(chǎn)生推力，使得擴(kuò)孔器2中的刀翼可以分別繞鉸軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)抬起旋轉(zhuǎn)切割，使鉆孔直徑變大。與此同時(shí)通過缸體壁內(nèi)氣道的流體，進(jìn)入到活塞缸體上端的上腔進(jìn)排孔11，推動(dòng)活塞6-活塞桿7-錐形推頭10上行，并且在缸體5內(nèi)的一端設(shè)置的限位環(huán)8處停止，此時(shí)錐形推頭10將擴(kuò)孔刀翼強(qiáng)力打開形成輔助的初始的刀翼張力，使刀翼在鉆孔壁上開出環(huán)槽，當(dāng)環(huán)槽形成后即可給鉆壓，正常擴(kuò)孔。沖渣噴嘴12在該裝置中起到清理鉆頭及附近雜質(zhì)的作用。一體式導(dǎo)向缸體及在缸體側(cè)壁上設(shè)置的保徑切削具14，具有扶正導(dǎo)向功能和保徑功能。鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)，在切削具14的帶動(dòng)下，刮削齒刮削破碎地層，達(dá)到擴(kuò)孔掏穴的目的。擴(kuò)孔完畢，停止供給流體，活塞6在復(fù)位彈簧9的作用下回位，擴(kuò)孔刀翼下垂復(fù)位，完成擴(kuò)孔掏穴作業(yè)。與局部擴(kuò)徑多翼擴(kuò)孔鉆頭相比，強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭布刀合理，增加了活塞強(qiáng)推功能、導(dǎo)向功能和鉆進(jìn)擴(kuò)孔同時(shí)進(jìn)行施工的功能，可以在巖層中擴(kuò)孔、掏穴，更可以在煤層中擴(kuò)孔掏穴，且更加穩(wěn)定安全。本發(fā)明既可在已有的鉆孔內(nèi)擴(kuò)孔，也可在下部連接鉆頭后實(shí)現(xiàn)鉆孔和擴(kuò)孔、掏穴同步進(jìn)行，提高了施工效率。
權(quán)利要求
1.強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，包括鉆桿(1)、多翼擴(kuò)孔器(2)和鉆頭(3)，并且三者依次相接，其特征在于在擴(kuò)孔器( 與鉆頭C3)之間增加了強(qiáng)推裝置G)。
2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，其特征在于所述的擴(kuò)孔器(2)與強(qiáng)推裝置(4)為一體式結(jié)構(gòu)，即兩者之間以缸套(5)的方式連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，其特征在于所述的強(qiáng)推裝置(4)為流體活塞式，由缸體( 、置于缸體內(nèi)的活塞(6)和活塞桿(7)組成，活塞桿(7) —端固定活塞(6)，另一端伸出缸體(5)并固定錐形推頭(10)；在缸體壁內(nèi)開氣道，其氣道一端的上腔進(jìn)排氣孔(11)通入活塞腔內(nèi)，另一端開口與多翼擴(kuò)孔器(2)的擴(kuò)孔刀翼氣道——鉆桿氣道相通；在缸體壁上開的下腔進(jìn)排孔(13)，該孔穿過缸體壁與外界相通；在缸體內(nèi)的活塞桿 (7)上套有復(fù)位彈簧(9)。
4.如權(quán)利要求3所述的強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，其特征在于在缸體內(nèi)的一端設(shè)置有限位環(huán)⑶。
5.如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，其特征在于活塞缸體與鉆頭(3)的連接端，開有沖渣噴嘴(12)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，其特征在于在缸體的側(cè)壁上設(shè)置保徑切削具(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及強(qiáng)推輔助式擴(kuò)孔鉆頭，它包括鉆桿(1)、多翼擴(kuò)孔器(2)和鉆頭(3)，并且三者依次相接，其特征在于在擴(kuò)孔器(2)與鉆頭(3)之間增加了強(qiáng)推裝置(4)。本發(fā)明的優(yōu)越之處在于結(jié)構(gòu)簡單，性能安全可靠、使用方便，在相同的小口徑條件下可將刀翼做大，同時(shí)解決了在軟、硬巖地層較大擴(kuò)孔半徑的施工難題。
文檔編號E21B10/32GK102155164SQ20111004388
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者何善龍, 余熠, 劉克林, 夏壯博, 張士環(huán), 張志罡, 張耀亭, 彭桂湘, 彭粵湘, 彭穎超, 徐坡, 徐學(xué)杰, 方良才, 曹偉, 李平, 杜貴亭, 汪敏華, 白領(lǐng)國, 程合玉, 童碧, 董鵬, 蔡如法, 趙俊峰, 閻冠欣, 陳功勝 申請人:平頂山五環(huán)實(shí)業(yè)有限公司