一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，包括鉆頭主體，主體一端是與鉆桿連接的連接頭，主體另一端是鉆刃頭，所述主體中間帶有與鉆桿輸水管道連通的輸水孔，所述連接頭和鉆刃頭之間、圍繞主體圓周均勻設置多個凹槽，凹槽的底端設置有與輸水孔連通的噴嘴接口，通過接口可以更換固定不同孔徑的噴嘴，凹槽的深度保證噴嘴不凸出主體圓周表面，在兩個凹槽之間的主體上，沿軸向設置有反水槽。本實用新型結構合理，噴嘴更換簡單，反水槽的設置可以快速的引導煤水沿孔壁返回地面，采用本鉆頭可以避免使用常規(guī)的機械式擴孔掏煤裝置，防止發(fā)生井內(nèi)卡鉆事故。由于本鉆頭工作時，可調(diào)節(jié)控制水流的壓力控制水流壓力，使掏煤效果達到最佳。
【專利說明】一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，鉆頭的前端是錐形鉆體，通過在鉆頭側壁上設置的噴嘴和反水槽，將煤掏出并擴大鉆孔，改變了傳統(tǒng)的機械式擴孔掏煤方式。

【背景技術】
[0002]在強突煤層地面鉆井掏煤預抽防突工程施工中，需在井內(nèi)對目標煤層進行掏挖，以往都要用機械式的擴孔裝置完成此項工序。由于機械式擴孔裝置受井徑、井內(nèi)阻力等條件限制，影響了掏挖順利進行，掏挖效果也不理想，而且可能引發(fā)井內(nèi)卡鉆事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型目的在于提供一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，用一種可控壓水力噴射掏煤裝置鉆頭，通過可控壓水力噴射掏挖煤層使煤屑順利返出地面。鉆頭的前端是錐形鉆體，通過在鉆頭側壁上設置的噴嘴和反水槽，將煤掏出并擴大鉆孔，改變了傳統(tǒng)的機械式擴孔掏煤方式。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是:一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，包括鉆頭主體，主體一端是與鉆桿連接的連接頭，主體另一端是鉆刃頭，所述主體中間帶有與鉆桿輸水管道連通的輸水孔，所述連接頭和鉆刃頭之間、圍繞主體圓周均勻設置多個凹槽，凹槽的底端設置有與輸水孔連通的噴嘴接口，通過接口可以更換固定不同孔徑的噴嘴，凹槽的深度保證噴嘴不凸出主體圓周表面，在兩個凹槽之間的主體上，沿軸向設置有反水槽。
[0005]方案進一步是:所述多個凹槽沿主體軸向交錯排列。
[0006]方案進一步是:所述凹槽有三個，三個凹槽圍繞主體圓周相距120度角設置，所述三個凹槽沿主體軸向相距10mm至150mm交錯排列。
[0007]方案進一步是:所述反水槽為弧形反水槽，弧形反水槽的深度是主體半徑的三分之一至四分之一，弧形反水槽的開口寬度是凹槽之間弧線距離的三分之二至二分之一。
[0008]方案進一步是:所述鉆刃頭為圓錐體，在圓錐體側壁上鑲嵌有合金切削刃條。
[0009]方案進一步是:所述噴嘴是噴水孔徑為6mm、8mm、10mm的直孔噴嘴。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型結構合理，噴嘴更換簡單，反水槽的設置可以快速的引導煤水沿孔壁返回地面，采用本裝置可以避免使用常規(guī)的機械式擴孔掏煤裝置，防止發(fā)生井內(nèi)卡鉆事故。由于本裝置工作時，可調(diào)節(jié)控制水流的壓力，因此根據(jù)目的煤層的煤質(zhì)情況進行調(diào)整，控制水流壓力，使掏煤效果達到最佳。
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結構示意圖，圖2的B-B視圖；
[0013]圖2為本實用新型橫斷面示意圖，圖1的A-A視圖。

【具體實施方式】
[0014]一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，包括鉆頭主體，主體一端是與鉆桿連接的連接頭1，主體另一端是鉆刃頭2，所述主體中間帶有與鉆桿輸水管道連通的輸水孔3，所述連接頭和鉆刃頭之間、圍繞主體圓周均勻設置多個凹槽4，凹槽的底端設置有與輸水孔連通的噴嘴接口，通過接口可以更換固定不同孔徑的噴嘴5，凹槽的深度保證噴嘴不凸出主體圓周表面，在兩個凹槽之間的主體上，沿軸向設置有反水槽6。
[0015]實施例中:所述多個凹槽沿主體軸向交錯排列。
[0016]實施例中:所述凹槽有三個，三個凹槽圍繞主體圓周相距120度角設置，所述三個凹槽沿主體軸向相距10mm至150mm交錯排列。
[0017]實施例中:所述反水槽為弧形反水槽，弧形反水槽的深度是主體半徑的三分之一至四分之一，弧形反水槽的開口寬度是凹槽之間弧線距離的三分之二至二分之一。
[0018]實施例中:所述鉆刃頭為圓錐體，在圓錐體側壁上鑲嵌有合金切削刃條7。
[0019]實施例中:所述噴嘴是噴水孔徑為6mm、8mm、1mm的直孔噴嘴。
[0020]本實施例的使用是在強突煤層地面鉆井鉆成后，從地面用鉆具以鉆柱組方式逐步連接，把本鉆頭下入至目的煤層。然后在地面用高壓泵泵入10-12Mpa的水流，地面鉆機同時以(5-10)r/min轉速轉動，并緩慢下放鉆柱。此時煤屑通過反水槽會不斷返出井口，根據(jù)返出情況(煤屑逐漸減少)，可將鉆柱全部提出地面，更換噴嘴，再下入井內(nèi)，重復用高壓水流掏挖煤層直至達到最佳掏煤效果。
[0021]一個優(yōu)選的鉆頭的規(guī)格是:鉆頭連接頭直徑為Φ 125mm長200mm、主體中部凹槽設置段直徑大于連接頭為Φ 152mm長300mm、下部為錐形體的不規(guī)則圓柱體,總長度約820mm,在錐形體上沿圓周均布三道硬質(zhì)合金塊鉆刃，寬度為5mm。在中部有三道均布的返水槽。返水槽間隔部位分別設有可更換的六角螺帽，六角螺帽中心水眼備有Φ6ι?πι, Φ8μ?, ΦΙΟι?πι幾種規(guī)格。通過調(diào)整水眼的尺寸，控制水射流壓力，從而達到不同切割距離的目的。在主體上六角螺帽共設三個，底部用絲扣和主體連接，分別位于三道返水槽間隔部位并上下錯開。
【權利要求】
1.一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，包括鉆頭主體，主體一端是與鉆桿連接的連接頭，主體另一端是鉆刃頭，其特征在于，所述主體中間帶有與鉆桿輸水管道連通的輸水孔，所述連接頭和鉆刃頭之間、圍繞主體圓周均勻設置多個凹槽，凹槽的底端設置有與輸水孔連通的噴嘴接口，通過接口可以更換固定不同孔徑的噴嘴，凹槽的深度保證噴嘴不凸出主體圓周表面，在兩個凹槽之間的主體上，沿軸向設置有反水槽。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，其特征在于，所述多個凹槽沿主體軸向交錯排列。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，其特征在于，所述凹槽有三個，三個凹槽圍繞主體圓周相距120度角設置，所述三個凹槽沿主體軸向相距10mm至150mm交錯排列。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，其特征在于，所述反水槽為弧形反水槽，弧形反水槽的深度是主體半徑的三分之一至四分之一，弧形反水槽的開口寬度是凹槽之間弧線距離的三分之二至二分之一。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，其特征在于，所述鉆刃頭為圓錐體，在圓錐體側壁上鑲嵌有合金切削刃條。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種井下擴孔用高壓水噴射鉆頭，其特征在于，所述噴嘴是噴水孔徑為6mm、8mm、1mm的直孔噴嘴。
【文檔編號】E21B10/60GK204113122SQ201420567305
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】楊濤, 陰慧勝, 張才, 杜博野, 丁祥發(fā) 申請人:北京大地高科煤層氣工程技術研究院