[发明专利]多级变径组合钻具

权利要求书

本发明专利属煤矿安全领域，用于煤矿在松软突出煤层和高瓦斯煤层中施工顺层钻孔，防止因喷孔、夹钻导致钻孔施工深度浅和施工困难的技术难题，保证钻孔施工深度和质量，提高防突和抽采瓦斯效果。

1.本多级变径组合钻具由一级钻头、二级钻头、三级钻头、四级钻头，通过螺纹连接成一个多级变径组合钻具，截齿呈120度三翼分布。

钻进时，一级钻头1首先打42mm小直径钻孔；然后，后一级钻头在前一级钻孔的塑性圈内截割煤体，减少截煤作业对煤体应力和瓦斯动力状态的扰动，防止喷孔，并截割掉前一级钻孔的塑性变形，防止钻孔塑性变形对钻杆的夹钻、抱钻行为；经过三到四次变径截割，完成75mm、89mm和108mm直径钻孔的施工。

2.根据权利要求1所述多级变径组合钻具，其特征是：采用三到四级变径，实现在松软突出煤层和高瓦斯煤层施工直径75mm、89mm或108mm钻孔，防止发生喷孔、夹钻事故。

3.根据权利要求1所述多级变径组合钻具，其特征是：采用一级钻头在前一级钻孔的塑性圈内截割煤体方法，减少截煤作业对煤体应力和瓦斯动力状态的扰动，防止喷孔。

4.根据权利要求1所述多级变径组合钻具，其特征是：采用后一级钻头截割掉前一级钻孔的塑性变形方法，防止钻孔塑性变形对钻杆的夹钻、抱钻行为。

5.根据权利要求1所述多级变径组合钻具，其特征是：各级钻头直径、变径级数和每级长度可根据煤层强度、瓦斯大小、钻进速度等因素，按需要作调整。