[发明专利]镂空内排屑合金钻头

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种煤矿井下瓦斯抽采施工钻孔镂空内排屑合金钻头。

背景技术

目前瓦斯治理技术主要是采用煤层预抽瓦斯，瓦斯抽采钻孔的施工是瓦斯治理的关键环节。高瓦斯突出矿井所采煤层的硬度系数多在0.5一下，特别受滑动构造影响的三软煤层，硬度系数不到0.3。现有瓦斯抽采钻孔的施工方法是采用外排屑式钻头配合三棱圆弧钻杆钻进，压风排屑。这种施工方法屑尘大，影响作业环境；钻孔内残留大量煤屑，影响抽放效果；三棱圆弧钻杆旋转过程中对孔壁冲击破坏，造成施工成孔率低；现有技术钻孔取样时不能确定钻屑来源，无法实现定点取样，使评价报告可靠性下降；施工过程中瓦斯涌出不易控制，造成瓦斯喷孔、超限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种设施简单、采用镂空是结构，内排屑方式，钻屑从钻头、钻杆内部封闭空间内排出，使施工现场清洁卫生、可随时定点取样，提高抽采效果的煤矿井下瓦斯抽采施工钻孔镂空内排屑合金钻头。

本发明所采用的技术方案是：采用一种镂空排屑合金钻头，钻头前端由两组主合金片、两组辅助合金片和四组前部导流槽、四组导流口组成，两组主合金片、两组辅助合金片采用轴心对称十字分布的镂空结构，钻头中间空心；钻头外壁四组侧面合金片与钻头前面合金片对应分布，四组侧面主导流沟槽、四组侧面辅助导流沟槽于四组前部导流沟槽、四组导流口构成气体通道，后端钻头内丝扣与?88.9mm圆钻杆对接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：利用矿井现有瓦斯抽放系统提供的负压为动力，通过钻头、钻杆和连接管路，使含有钻屑、瓦斯的混合气体封闭在密闭空间，实现了钻孔内没有钻屑残留堆积，使用该钻头具有施工场所清洁无粉尘，具有防喷防超、实现了随时定点取样的特点，能够在松软、破碎岩石和坚硬岩石环境下使用，可施工下向、上向等煤、岩钻孔；镂空内排屑合金钻头配合φ88.9圆钻杆使用，免了使用三棱钻杆运转时对孔壁的冲击破坏，提升钻机能力使钻孔施工速度加快，钻孔长度增大，钻孔抽采寿命延长，是瓦斯治理工艺的重大改革。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

附图1为本发明钻头的前部示意图。

附图2为本发明钻头的侧四之一剖面示意图。

图1、图2中，1-钻头胎体2-主合金片组、3-辅助合金片组、4-侧面合金片组、5-侧面辅助导流沟槽、6-侧面主导流沟槽、7-前部导流槽，8-钻头镂空内腔、9-导流口、10-钻头内丝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步阐述。

如图1、图2 所示，采用一种镂空内排屑合金钻头，其包括钻头胎体1、主合金片组2、辅助合金片组3、侧面合金片组4、侧面主导流沟槽6、侧面辅助导流沟槽5、前部导流槽7，钻头镂空内腔8、导流口9、钻头内丝10，其特征在于：钻头采用镂空结构内排屑方式，钻进过程中将钻屑排到钻头内腔中，避免在钻进过程中发生钻头堵塞。通过侧面主导流沟槽5、侧面辅助导流沟槽6、导流口9和前部导流槽7，利用煤矿井下专用瓦斯抽排管路提供的负压风为排屑动力源，使钻头主合金片组2、辅助合金片组3和侧面合金片组4产生的钻屑顺利进入钻头内腔。将钻头与一个内径为60mm--70mm的圆钻杆连接，圆钻杆连接一根钢丝软管，钢丝软管连接在一个钻屑分离装置上，钻屑分离装置经一根钢丝软管连接煤矿井下专用瓦斯抽排管道，以瓦斯抽放泵提供的负压作为动力源。施工钻孔时先开启钻屑分离装置出气端控制阀，再开动钻机。钻屑从镂空排屑合金钻头被负压风吸入钻杆内，并进入钻屑分离装置，钻屑分离后关闭控制阀钻屑从钻屑分离装置中自动排出，抽出气体进入煤矿井下专用瓦斯抽排管道。在需要取样时，拉动取样控制手把，取样灌上端防护盖打开，取样灌装满钻屑后，关闭控制阀开启取样活门取出取样灌钢瓶。实现钻屑与气体分离，并实现随时取样；分离出的含有瓦斯的气体通过煤矿井下专用瓦斯抽排管道排到专用回风巷。

瓦斯抽采钻孔内排屑施工方法及钻屑分离装置另外已申请专利，在此不作详述。

其特点是：镂空排屑合金钻头，能够在负压风力的作用下将钻屑顺利的排出而不发生堵塞，钻屑从钻头前端导流沟槽吸入钻杆内部，确保钻孔内不存在钻屑堆积；采用钻杆内经为60mm--70mm的圆钻杆，保证钻屑在负压作用下顺利通过钻杆内排出，圆钻杆运转过程中不对钻孔内壁产生冲击；钻屑分离装置能够在正常工作状态下，实现钻屑分离、屑尘分离和气水分离，并在施工人员的操控下，在钻孔的不同深度时，实现自动随时取样。