[发明专利]一种突出煤层护孔装置及其筛管下放方法

说明书

本发明公开了一种突出煤层护孔装置及其筛管下放方法，解决了现有技术中筛管在输送过程中易卡管、可顶开式钻头不易顶开的问题。本发明包括钻具、筛管、悬挂组件和滑动支撑组件，筛管的一端设置有悬挂组件，悬挂组件与钻具相配合，滑动支撑组件与筛管相连接，所述钻具包括钻头体和螺旋钻杆，螺旋钻杆与钻头体相连接，钻头体上设有渐变切削齿和活动齿板组件，螺旋钻杆上设有螺旋叶片，螺旋叶片上设有中空槽，螺旋钻杆与钻头体相连通，筛管、悬挂组件位于螺旋钻杆和钻头体内部。本发明设计巧妙、结构简单，降低生产成本，提高瓦斯抽采率，解决突出煤层钻进过程中卡钻、夹钻问题，提高钻孔效率的同时减少塌孔。

技术领域

本发明涉及坑道钻探装置技术领域，特别是指一种突出煤层护孔装置及其筛管下放方法。

背景技术

随着煤矿生产规模的扩大和开采深度不断增加，矿井地质条件越来越复杂。突出煤层具有瓦斯含量大、煤体松软的特点，在突出煤层打钻孔往往出现卡钻、夹钻现象，成孔后塌孔严重，导致钻孔闭合，瓦斯抽采率低，造成瓦斯抽采周期短、抽采覆盖面积小、钻孔使用率低等问题。

目前坑道钻探常见的解决办法是钻孔内下入护孔管来防止瓦斯抽采通道阻塞，提高钻孔使用率。采取的工艺技术是采用大通孔钻杆和可顶开式钻头，在钻孔完孔后，护孔管从钻杆内下入并顶开钻头，然后提出钻具，护孔管留在孔内，此工艺的优势是钻孔打多深，护孔管就能下多深，瓦斯就能抽采多深。但是，在下筛管过程中，筛管长度可达到100m以上，由于重力作用，筛管会紧贴钻杆下部，输送过程存在两个问题，一是筛管会卡在钻杆连接处，难以继续输送；二是在土压的作用下筛管卡在钻头端头，无法顶开可顶开式钻头，进而影响着瓦斯抽采的效果。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种突出煤层护孔装置及其筛管下放方法，解决了现有技术中筛管在输送过程中易卡管、可顶开式钻头不易顶开的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种突出煤层护孔装置，包括钻具、筛管、悬挂组件和滑动支撑组件，筛管的一端设置有悬挂组件，悬挂组件与钻具相配合，滑动支撑组件与筛管相连接，所述钻具包括钻头体和螺旋钻杆，螺旋钻杆与钻头体相连接，钻头体上设有渐变切削齿和活动齿板组件，螺旋钻杆上设有螺旋叶片，螺旋叶片上设有中空槽，螺旋钻杆与钻头体相连通，筛管、悬挂组件均位于螺旋钻杆内部。

所述钻头体为中空筒体，中空筒体的顶端沿周向设有渐变切削齿，中空筒体上设有安装槽和卡槽，活动齿板组件包括齿板座，齿板座上设有切削齿，齿板座的一端通过铰接轴与安装槽槽壁相连接、另一端与卡槽卡接，齿板座与安装槽之间设有助顶弹簧。

所述齿板座位于安装槽的一端设有助顶弹簧，安装槽内设有螺纹孔，助顶弹簧的一端与齿板座相连接、另一端通过固定螺柱固定在螺纹孔内。

所述钻头体的侧壁上设有排渣孔，渐变切削齿的纵截面为对称的阶梯面。

所述悬挂组件包括悬挂筒体，悬挂筒体的筒壁上设有开合口和滑槽，滑槽内设有滑动轴，滑动轴上铰接有连接杆，悬挂筒体内铰接有主翼爪，主翼爪与连接杆铰接，主翼爪上铰接有副翼爪。

所述悬挂筒体上至少设有两个主翼爪，开合口与主翼爪一一对应，主翼爪的下端通过第一铰接轴与悬挂筒体相连接，主翼爪上设有挡块，挡块与副翼爪相接触，副翼爪通过第二铰接轴与主翼爪相连接，副翼爪的前端设有张紧弹簧，张紧弹簧的一端与副翼爪相连接、另一端与悬挂筒体相连接。

所述悬挂筒体的后端与筛管相连接，悬挂筒体的前端设有顶板凸起。

所述滑动支撑组件包括滑动支座，滑动支座下部设有万向轮，滑动支座上设有固定夹，固定夹通过螺柱与滑动支座螺纹连接。

所述固定夹的内壁上设有摩擦垫片。

一种突出煤层护孔装置的筛管下放方法，包括如下步骤：S1：待钻孔施工完毕后，螺旋钻杆和钻头体停留在钻孔内；