[实用新型]一种盲天井钻机的扩孔刀头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种扩孔刀头，特别是涉及一种盲天井钻机的扩孔刀头。

背景技术

天井是矿山重要的井巷工程，其工程量约占采准切割工程量的40～50％，而盲天井工程约占天井工程量的10～20％左右。长期以来，传统的盲天井施工方法多为普通凿爆法，该方法掘进速度慢，工效低，木材消耗大，通风差，劳动强度大，作业条件差，安全事故多，因此，盲天井掘进已成为矿山生产中急需解决的关键问题之一。用盲天井钻机钻进天井，不但能提高生产效率，而且还能为矿山节省大量木材和资金，是一种安全可靠的盲天井施工方法。

盲天井钻机通常采用由下向上直接扩孔成井的钻进方式，因此，盲天井钻机的扩孔刀头是受推力。众所周知，受推力物体比受拉力物体的稳定性要差，盲天井钻机的扩孔刀头如不采取任何措施就很容易发生偏摆现象，而偏摆会引起钻进偏斜或产生钻杆循环附加弯矩导致钻杆发生断裂。因此，盲天井钻机的扩孔刀头的稳定防偏是成败的关键之一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述不足，提供一种直接向上扩孔成井的盲天井钻机的扩孔刀头，可减缓刀头偏摆，提高钻进偏斜精度，延长钻杆和钻具的使用寿命。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种盲天井钻机的扩孔刀头，包括三牙轮钻头，所述三牙轮钻头的锥形公螺纹旋接在超前稳定导向短接的上端；所述超前稳定导向短接的锥形公螺纹旋接在推杆的上端；所述推杆分别和刀盘、中心刀座、正刀座、边刀座焊接为一体；所述中心刀座、正刀座和边刀座上分别安装有用于切削岩石的中心滚刀、正滚刀和边滚刀，所述中心滚刀、正滚刀和边滚刀统称为滚刀；所述刀盘的四周均布安装有四个稳定滚轮；所述刀盘的上端布置有喷水管系。

进一步，所述超前稳定导向短接的外圆表面镶有分布稠密的硬质合金齿，硬质合金齿的外廓直径与所述三牙轮钻头的外廓直径相同。因此，硬质合金齿可支撑在三牙轮钻头钻出的超前孔壁上，形成第一级稳定导向机构。

进一步，所述扩孔刀头旋转时，稳定滚轮所形成的外廓直径与所述边滚刀形成的外廓直径相同。因此，稳定滚轮可支撑在扩孔刀头扩出的井壁上，形成第二级稳定导向机构。

进一步，所述稳定滚轮包括端盖、芯轴、轴承、滚轮圈、滚柱；所述端盖固定于滚轮圈上；所述端盖的内孔设有密封圈，所述密封圈与芯轴形成动密封；所述滚轮圈的表面设有硬质合金齿；所述轴承和滚柱形成一套滚动摩擦副，可有效减少稳定滚轮与井壁的摩擦阻力。

进一步，所述滚刀的表面镶有硬质合金齿，硬质合金齿的形状为球形、弹头形或楔形；硬质合金齿的大小、形状及布齿密度与欲钻的岩石硬度有关。通常软岩选用楔形齿，中硬岩选用弹头形齿，硬岩选用球形齿；岩石越硬则布齿密度越大。

进一步，所述喷水管系由管接头、主管、支管Ⅰ、支管Ⅱ、支管Ⅲ组成；所述支管Ⅰ、支管Ⅱ和支管Ⅲ分别与主管连接，所述管接头旋接在推杆中上部的螺孔内；所述主管、支管Ⅰ、支管Ⅱ和支管Ⅲ均设有若干喷水孔，所述喷水孔对准每一把滚刀，以便在钻进过程中冷却刀具和灭除破碎岩石产生的粉尘。

进一步，所述推杆的下端设有与钻杆或钻杆稳定器旋接的锥形公螺纹，还设有用于拆卸钻杆连接螺纹的方形卡口。

进一步，所述刀盘是由钢板焊接而成的箱型结构。其中钢板为多种形状不一的厚钢板。

进一步，所述稳定滚轮通过固定件可拆卸地固定在刀盘的四周。

本实用新型的工作原理为：通过钻杆或钻杆稳定器将盲天井钻机的回转扭矩和推力传到扩孔刀头上，位于扩孔刀头最上端的三牙轮钻头首先钻出盲天井的超前孔；超前稳定导向短接的外圆支撑在超前孔壁上，形成第一级稳定导向机构；在刀盘上布置的中心滚刀、正滚刀和边滚刀组成一套扩孔刀具，对超前孔进行扩孔作业，直接形成盲天井；喷水管系对准每一把滚刀喷射高压水，形成的水雾不仅可以冷却刀具，还可以灭除破碎岩石产生的粉尘；滚刀切削下来的岩渣随着水雾呈自由落体落入井下；布置在刀盘周边的四个稳定滚轮支撑在扩出的井壁上，形成第二级稳定导向机构，限制扩孔刀头的自由偏摆。