一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，它涉及工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，護(hù)壁管的底部設(shè)置有護(hù)壁管推進(jìn)器，護(hù)壁管套在鉆頭結(jié)構(gòu)和鉆桿外部,所述的鉆頭結(jié)構(gòu)包含鉆進(jìn)齒、擴(kuò)張齒、刀座、固定軸和刀柄，其中鉆進(jìn)齒固定于刀座上，擴(kuò)張齒通過固定軸與刀柄相連,所述的護(hù)壁管推進(jìn)器由定位卡、壓力軸承和護(hù)壁管推進(jìn)盤組成，護(hù)壁管推進(jìn)盤的中部安裝有壓力軸承,護(hù)壁管推進(jìn)盤底部設(shè)置有定位卡，壓力軸承用于消除護(hù)壁管推進(jìn)過程中產(chǎn)生的扭矩，護(hù)壁管推進(jìn)盤用于穩(wěn)定護(hù)壁管使之與鉆桿同步推進(jìn)。本發(fā)明特別適用于三軟煤層鉆進(jìn)施工中，利用鉆進(jìn)過程中及時(shí)跟進(jìn)護(hù)壁管，鉆孔結(jié)束后能夠順利抽出鉆桿，保證了三軟煤層的鉆孔成孔率。
【專利說明】一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，屬于工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在我國，“三軟”厚及特厚煤層占很大比重，儲量數(shù)以百億噸計(jì)。“三軟”煤層圍巖屬于差異性很大的非均質(zhì)層狀賦存，表現(xiàn)為圍巖難以形成承載結(jié)構(gòu)，強(qiáng)烈的圍巖不均勻的整體下沉，一方變形失穩(wěn)，必然導(dǎo)致另一方失穩(wěn)，形成惡性循環(huán)，由于“三軟”煤層的普氏系數(shù)很小，內(nèi)摩擦系數(shù)、粘聚力均很小，這樣就使得煤層能承受的應(yīng)力很小，鉆孔完成后，由于應(yīng)力的二次分布，孔壁所不能承受上面煤層的自重應(yīng)力等，會導(dǎo)致孔壁受到剪切或者壓力受到破壞，導(dǎo)致不能成孔。解決鉆孔問題是安全生產(chǎn)，瓦斯抽取的前提。
[0003]瓦斯災(zāi)害事故的威脅極大限制了煤礦生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高。瓦斯災(zāi)害的有效控制是保證我國煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性問題。
[0004]通過本發(fā)明，可以解決在“三軟”煤層中鉆孔，保證成孔，抽取瓦斯問題，可以確保安全生產(chǎn)，直接促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，它包含護(hù)壁管推進(jìn)器、護(hù)壁管和鉆頭結(jié)構(gòu)，護(hù)壁管的底部設(shè)置有護(hù)壁管推進(jìn)器，護(hù)壁管套在鉆頭結(jié)構(gòu)和鉆桿外部。
[0007]作為優(yōu)選，所述的鉆頭結(jié)構(gòu)包含鉆進(jìn)齒、擴(kuò)張齒、刀座、固定軸和刀柄，其中鉆進(jìn)齒固定于刀座上，擴(kuò)張齒通過固定軸與刀柄相連。
[0008]作為優(yōu)選，所述的護(hù)壁管推進(jìn)器由定位卡、壓力軸承和護(hù)壁管推進(jìn)盤組成，護(hù)壁管推進(jìn)盤的中部安裝有壓力軸承，護(hù)壁管推進(jìn)盤底部設(shè)置有定位卡，壓力軸承用于消除護(hù)壁管推進(jìn)過程中產(chǎn)生的扭矩，護(hù)壁管推進(jìn)盤用于穩(wěn)定護(hù)壁管使之與鉆桿同步推進(jìn)。
[0009]作為優(yōu)選，所述的護(hù)壁管包含護(hù)壁管接口、瓦斯排放孔和護(hù)壁管接頭，護(hù)壁管的一端設(shè)置有護(hù)壁管接口，護(hù)壁管的另一端設(shè)置有護(hù)壁管接頭，且護(hù)壁管的管身上均布有瓦斯排放孔。
[0010]作為優(yōu)選，所述的刀座內(nèi)部設(shè)有齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪結(jié)構(gòu)包含主齒輪、聯(lián)動齒輪和固定軸，主齒輪與聯(lián)動齒輪傳動連接，且聯(lián)動齒輪的中部固定有固定軸。
[0011]作為優(yōu)選，所述的護(hù)壁管的由高強(qiáng)度、抗靜電、抗阻燃材料制成。
[0012]作為優(yōu)選，所述的鉆進(jìn)齒的寬度大于或等于所述刀座的寬度。
[0013]作為優(yōu)選，所述的鉆進(jìn)齒按120。均布焊接于刀座，鉆進(jìn)齒設(shè)有內(nèi)齒、中間齒、夕卜齒，且所述齒片不在同一高度，由所述鉆頭中心線向外依次增高，且鉆進(jìn)齒側(cè)邊設(shè)有三個(gè)側(cè)齒，并沿側(cè)邊垂直布設(shè)。
[0014]作為優(yōu)選，所述的每個(gè)擴(kuò)張齒的根部設(shè)有水孔。
[0015]作為優(yōu)選，所述的鉆柄為六方加定位銷連接已便于鉆機(jī)前接鉆桿。
[0016]本發(fā)明的有益效果:1、本發(fā)明所述的防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)所述鉆頭直徑可變，能夠在鉆孔的同時(shí)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔，既保證了護(hù)壁管能夠隨鉆桿推進(jìn)，鉆孔結(jié)束后還能夠順利退鉆；
2、本發(fā)明所述的防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)所述護(hù)壁管能夠平衡孔內(nèi)外力，有效防止塌孔，為“三軟”煤層瓦斯排放創(chuàng)造條件。護(hù)壁管為高強(qiáng)度、抗靜電、抗阻燃材料制成，安全可靠，不影響煤層后續(xù)開采。
[0017]3、本發(fā)明所述的防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)安裝便利、結(jié)構(gòu)簡單可靠，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
為了易于說明，本發(fā)明由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。
[0019]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明護(hù)壁管推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2的8-8向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明中護(hù)壁管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明中鉆頭結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明中刀座內(nèi)部齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]1-護(hù)壁管推進(jìn)器；2-護(hù)壁管；3-鉆頭結(jié)構(gòu)；11-定位卡；12-壓力軸承；13-護(hù)壁管推進(jìn)盤；21-護(hù)壁管接口 ；22-瓦斯排放孔；23-護(hù)壁管接頭；31-鉆進(jìn)齒；32-擴(kuò)張齒；33-刀座；34-固定軸；35-刀柄；41-主齒輪；42-聯(lián)動齒輪；43-固定軸。
[0021]【具體實(shí)施方式】:
如圖1-6所示，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含護(hù)壁管推進(jìn)器1、護(hù)壁管2和鉆頭結(jié)構(gòu)3，護(hù)壁管2的底部設(shè)置有護(hù)壁管推進(jìn)器1，護(hù)壁管2套在鉆頭結(jié)構(gòu)3和鉆桿外部。
[0022]作為優(yōu)選，所述的鉆頭結(jié)構(gòu)3包含鉆進(jìn)齒31、擴(kuò)張齒32、刀座33、固定軸34和刀柄35，其中鉆進(jìn)齒31固定于刀座33上，擴(kuò)張齒32通過固定軸34與刀柄35相連。
[0023]作為優(yōu)選，所述的護(hù)壁管推進(jìn)器1由定位卡11、壓力軸承12和護(hù)壁管推進(jìn)盤13組成，護(hù)壁管推進(jìn)盤13的中部安裝有壓力軸承12，護(hù)壁管推進(jìn)盤13底部設(shè)置有定位卡11，壓力軸承12用于消除護(hù)壁管推進(jìn)過程中產(chǎn)生的扭矩，護(hù)壁管推進(jìn)盤13用于穩(wěn)定護(hù)壁管使之與鉆桿同步推進(jìn)。
[0024]作為優(yōu)選，所述的護(hù)壁管2包含護(hù)壁管接口 21、瓦斯排放孔22和護(hù)壁管接頭23，護(hù)壁管2的一端設(shè)置有護(hù)壁管接口 21，護(hù)壁管2的另一端設(shè)置有護(hù)壁管接頭23，且護(hù)壁管2的管身上均布有瓦斯排放孔22。
[0025]作為優(yōu)選，所述的刀座33內(nèi)部設(shè)有齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪結(jié)構(gòu)包含主齒輪41、聯(lián)動齒輪42和固定軸43，主齒輪41與聯(lián)動齒輪42傳動連接，且聯(lián)動齒輪42的中部固定有固定軸43。
[0026]作為優(yōu)選，所述的護(hù)壁管的2由高強(qiáng)度、抗靜電、抗阻燃材料制成。
[0027]作為優(yōu)選，所述的鉆進(jìn)齒31的寬度大于或等于所述刀座33的寬度。
[0028]作為優(yōu)選，所述的鉆進(jìn)齒31按120°均布焊接于刀座33，鉆進(jìn)齒31設(shè)有內(nèi)齒、中間齒、外齒，且所述齒片不在同一高度，由所述鉆頭3中心線向外依次增高，且鉆進(jìn)齒31側(cè)邊設(shè)有三個(gè)側(cè)齒，并沿側(cè)邊垂直布設(shè)。
[0029]作為優(yōu)選，所述的每個(gè)擴(kuò)張齒32的根部設(shè)有水孔。
[0030]作為優(yōu)選，所述的鉆柄35為六方加定位銷連接已便于鉆機(jī)前接鉆桿。
[0031]本具體實(shí)施所述的防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)工作過程如下:由于多數(shù)鉆機(jī)都是后接鉆桿，無法安裝護(hù)壁管2，為了保證護(hù)壁管2與鉆頭3同步推進(jìn)，防止鉆進(jìn)過程中發(fā)生塌孔，需要在鉆機(jī)前接鉆桿的同時(shí)接護(hù)壁管2，固將鉆機(jī)于工作面間距放大到1.80左右，鉆桿連接由常用的絲接轉(zhuǎn)變?yōu)榱郊佣ㄎ讳N連接以便于鉆機(jī)前連接鉆桿；鉆機(jī)到達(dá)指定位置后，首先將鉆頭3與鉆桿連接，上鉆桿固定銷，開動鉆機(jī)送水鉆進(jìn)，直至第一根鉆桿順利鉆入煤層；將煤層內(nèi)鉆桿從鉆機(jī)上卸下，鉆機(jī)接上新的鉆桿后，取護(hù)壁管推進(jìn)器1，松開推進(jìn)器定位卡11的定位螺絲套在鉆桿上，將護(hù)壁管推進(jìn)盤13移到合適的位置后，緊固定位螺絲，使其與鉆桿同軸定位，以便護(hù)壁管2與鉆桿同步推進(jìn)，將護(hù)壁管2與護(hù)壁管推進(jìn)盤13套好后，使新接鉆桿與煤層內(nèi)鉆桿連接，開動鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)，護(hù)壁管2即可連同鉆桿同步推進(jìn)，并其到護(hù)孔作用，需要注意的是，連接前需在關(guān)閉了鉆進(jìn)壓縮空氣及水后進(jìn)行，隨著鉆進(jìn)過程，重復(fù)以上安裝動作。
[0032]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包含護(hù)壁管推進(jìn)器(1)、護(hù)壁管(2)和鉆頭結(jié)構(gòu)(3)，護(hù)壁管(2)的底部設(shè)置有護(hù)壁管推進(jìn)器(1)，護(hù)壁管(2)套在鉆頭結(jié)構(gòu)(3)和鉆桿外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的鉆頭結(jié)構(gòu)(3)包含鉆進(jìn)齒(31)、擴(kuò)張齒(32)、刀座(33)、固定軸(34)和刀柄(35)，其中鉆進(jìn)齒(31)固定于刀座(33)上，擴(kuò)張齒(32)通過固定軸(34)與刀柄(35)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的護(hù)壁管推進(jìn)器(1)由定位卡(11)、壓力軸承(12)和護(hù)壁管推進(jìn)盤(13)組成，護(hù)壁管推進(jìn)盤(13)的中部安裝有壓力軸承(12)，護(hù)壁管推進(jìn)盤(13)的底部設(shè)置有定位卡(11)，壓力軸承(12)用于消除護(hù)壁管推進(jìn)過程中產(chǎn)生的扭矩，護(hù)壁管推進(jìn)盤(13)用于穩(wěn)定護(hù)壁管使之與鉆桿同步推進(jìn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的護(hù)壁管(2)包含護(hù)壁管接口(21)、瓦斯排放孔(22)和護(hù)壁管接頭(23)，護(hù)壁管(2)的一端設(shè)置有護(hù)壁管接口(21)，護(hù)壁管(2)的另一端設(shè)置有護(hù)壁管接頭(23)，且護(hù)壁管(2)的管身上均布有瓦斯排放孔(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的刀座(33)內(nèi)部設(shè)有齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪結(jié)構(gòu)包含主齒輪(41)、聯(lián)動齒輪(42)和固定軸(43)，主齒輪(41)與聯(lián)動齒輪(42)傳動連接，且聯(lián)動齒輪(42)的中部固定有固定軸(43)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的護(hù)壁管(2)由高強(qiáng)度、抗靜電、抗阻燃材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的鉆進(jìn)齒(31)的寬度大于或等于所述刀座(33)的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的鉆進(jìn)齒(31)按120°均布焊接于刀座(33)，鉆進(jìn)齒(31)設(shè)有內(nèi)齒、中間齒、外齒，且所述齒片不在同一高度，由所述鉆頭(3)中心線向外依次增高，且鉆進(jìn)齒(31)側(cè)邊設(shè)有三個(gè)側(cè)齒，并沿側(cè)邊垂直布設(shè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的每個(gè)擴(kuò)張齒(32)的根部設(shè)有水孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的鉆柄(35)為六方加定位銷連接已便于鉆機(jī)前接鉆桿。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塌孔裝置及其鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:它的工作過程原理為:由于多數(shù)鉆機(jī)都是后接鉆桿，無法安裝護(hù)壁管(2)，為了保證護(hù)壁管(2)與鉆頭(3)同步推進(jìn)，防止鉆進(jìn)過程中發(fā)生塌孔，需要在鉆機(jī)前接鉆桿的同時(shí)接護(hù)壁管(2)，固將鉆機(jī)于工作面間距放大到1.8m左右，鉆桿連接由常用的絲接轉(zhuǎn)變?yōu)榱郊佣ㄎ讳N連接以便于鉆機(jī)前連接鉆桿；鉆機(jī)到達(dá)指定位置后，首先將鉆頭(3)與鉆桿連接，上鉆桿固定銷，開動鉆機(jī)送水鉆進(jìn)，直至第一根鉆桿順利鉆入煤層；將煤層內(nèi)鉆桿從鉆機(jī)上卸下，鉆機(jī)接上新的鉆桿后，取護(hù)壁管推進(jìn)器(1)，松開推進(jìn)器定位卡(11)的定位螺絲套在鉆桿上，將護(hù)壁管推進(jìn)盤(13)移到合適的位置后，緊固定位螺絲，使其與鉆桿同軸定位，以便護(hù)壁管(2)與鉆桿同步推進(jìn)，將護(hù)壁管⑵與護(hù)壁管推進(jìn)盤(13)套好后，使新接鉆桿與煤層內(nèi)鉆桿連接，開動鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)，護(hù)壁管(2)即可連同鉆桿同步推進(jìn)，并其到護(hù)孔作用，需要注意的是，連接前需在關(guān)閉了鉆進(jìn)壓縮空氣及水后進(jìn)行，隨著鉆進(jìn)過程，重復(fù)以上安裝動作。
【文檔編號】E21F7/00GK104453728SQ201410654971
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】費(fèi)鴻祿, 師鎖牢, 翟建軍, 王世凱, 劉志東, 趙君, 于斌, 王立兵, 楊智文, 郭萬忠, 王愛國, 景珂寧, 張新宇 申請人:費(fèi)鴻祿