[实用新型]变推力变径钻

说明书

技术领域

    本实用新型涉及煤矿瓦斯防治领域的钻具，具体涉及一种依靠改变推力达到变径扩孔目的的变推力变径钻具。 

背景技术

一些煤层的瓦斯含量大，煤层的透气性差，给瓦斯防治工作带来困难，存在煤与瓦斯突出的危险，危险矿工的安全。瓦斯预抽是瓦斯防治的重要措施，但是松软的煤层，透气性差，预抽效果差。目前，我国关于突出煤层钻孔的外孔直径要求不超过120mm，钻孔内部可以进行扩孔，钻孔外小内大的结构有利于形成一层煤墙，如果钻孔内部因瓦斯压力大发生突出事件，煤墙起到保护作用。 

有多种关于扩孔的技术手段，例如公开号为CN 101315021 A的实用新型专利“自动变径扩孔钻具”，记载了一种固定钻头与活动钻头相结合的钻具，其中活动钻头包含内外套装的钻杆和可以径向扩展的刀架，该技术方案依靠活动钻头在旋转过程中产生的离心力而自动展开，达到扩展活动钻头直径进而达到扩孔的目的。众所周知，离心力公式F=m×ω²×r，物体的离心力大小与物体的质量m、角速度ω和旋转半径r有关，钻具在原始钻孔内几乎没有被展开，所以旋转半径r接近于零，活动钻头的质量m为定值，无论角速度ω怎样提高，所形成的离心力都较小，在钻孔内的活动钻头很难依靠自身的离心力而展开。另一方面，由于煤层内部压力较大，煤层被长期高压作用下硬度较高，即使活动钻头被小角度展开后，有限的离心力很难提供足够的钻进压力，需要长时间保持原地高速旋转才能逐渐达到扩孔效果，而且钻杆不能被快速推进，否则活动钻头会自动收缩，所以该方案不具有快速打碎煤孔的效果，效率很低。 

在利用钻具对煤层钻孔的过程中，需要在钻杆内注入高压水对煤层内部打压扩孔。公开号为CN 202596582 U的实用新型专利“可变径钻头”虽然对活动钻头设置了定位结构，该专利文献所记载的结构复杂，钻头内部无法实现输水通道，难以达到理想的扩孔效果。而且，该定位结构是采样类似伞状的定位原理，但锁紧件不能完全将活动钻头锁死，否则需要有一个深入钻体内部的开锁动作。所以该方案并不能达到对活动钻头稳定定位的功能。 

实用新型内容

本实用新型提供一种依靠改变对钻杆推力的方式使钻具被展开或者收缩，达到随时扩大钻具外径的目的。 

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种变推力变径钻，包括相互套装仅能轴向滑动的外钻杆和内钻杆，固定钻头和活动钻头；所述活动钻头包括铰接在外钻杆侧壁的钻体一和铰接在内钻杆侧壁的钻体二，钻体一和钻体二的末端铰接在一起；在外套管内侧套装有外锁套和内锁套，外锁套和内锁套的对接端设置匹配并相互啮合的斜面齿；同时在外锁套和内锁套外侧面均匀分布有导向槽，在外套管内壁上设置有与导向槽数量相等并配合安装的导向棱；所述导向槽数量是斜面齿数量的一半；在外锁套的末端安装有压力弹簧，在压力弹簧的末端设置有位于外套管内壁的挡台。 

外钻杆和内钻杆的前后位置可以互换，即外套管位于后侧而内套管位于前侧，或者外套管位于后侧而内套管位于前侧。例如，当外套管位于后侧而内套管位于前侧时，固定钻头安装在内钻杆的前端。 

支座采用均布的单插孔支座或者多插孔支座。达到与钻体一和钻体二牢固结合的效果。