[实用新型]变水压脉冲控制钻具

说明书

本实用新型公开了一种变水压脉冲控制钻具，在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边设置有动支座，在钻杆前端设置有定支座，动支座上通过销轴铰接有钻片支撑体，在定支座上通过销轴铰接有辅助支撑杆；在每组钻片支撑体和辅助支撑杆之间连接有拉簧；同时，在所述伸缩套管内腔中设置有卡槽并卡固有阻水环。本实用新型通过改变高压水压大小的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。

技术领域：

本实用新型属于煤矿钻具技术领域，具体涉及一种变水压脉冲控制钻具。

背景技术：

在煤矿瓦斯抽采工作时，需要在煤层内打钻孔，当煤松软、地应力较高或者受采动影响，钻孔会出现不同程度的垮孔现象，将钻头卡死在孔内无法取出，不仅耽误生产，而且造成不必要的经济损失，目前扩孔钻头种类较少，功能单一，只能在钻入时扩孔，由于钻头部分直径不能改变，在腿钻的时候，遇见卡钻的问题，只能通过强行拽出的方式取出，而且不能保证成功，另一种扩孔钻头为退钻时刀片打开，扩大钻孔直径，但由于要往返两次施工，工作效率低。

为了解决在我国高地应力、松软煤层中常规机械钻机施工顺层钻孔难和穿层钻孔煤层段孔径小的问题，实现煤层顺层钻孔和扩孔同步实施以及穿层钻孔扩孔的目的，现有技术中也存在煤层高压水射流钻扩孔系统，其包括高压水射流发生系统、钻机、钻杆钻具系统，高压水射流发生系统包括依次相连的储水箱、高压水泵、高压胶管，钻机包括钻机操纵台和钻机本体，钻杆钻具系统包括高压旋转密封装置、高压密封钻杆、具有高压水射流喷嘴的射流机械叶片组合塔式钻头，通过高压水射流对孔底和孔壁煤体的旋转切割和机械叶片的切削研磨联合作用实现煤层孔的钻进和扩孔，可以有效地避免煤层钻孔过程中的卡钻和夹钻现象，在高地应力、松软煤层中形成大孔径的长钻孔，增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。但是，在实际应用中，该系统仅注重于对钻孔周围煤体进行轴向、径向、斜前向射流打击、破碎及湿润，在钻孔过程中出现的大块煤渣虽然可被研磨分别，但是随着成孔深度的增加，大量煤渣堆积钻孔造成排渣不畅，使得钻孔成孔深度有限，大大限制了它的应用。

实用新型内容：

针对现有用于煤矿领域的普通高压水射流钻具存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种通过改变高压水压的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种变水压脉冲控制钻具，包括钻杆和钻头，在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边外侧壁上均布设置有动支座，在钻杆前端的周边外侧壁上均布设置有与动支座对应的定支座，所述动支座上通过销轴铰接有钻片支撑体，各钻片支撑体的前侧面分布有钻片，在所述定支座上通过销轴铰接有辅助支撑杆，各辅助支撑杆的末端分别通过销轴铰接在对应的钻片支撑体后侧；在每组钻片支撑体和辅助支撑杆之间连接有拉簧；同时，在所述伸缩套管内腔中设置有卡槽并卡固有阻水环，该阻水环的中心设置有过水孔。

位于钻杆前端的钻头中心设置有阔口，位于钻杆后端连接有密封旋转接头，与密封旋转接头连接的管路的末端连接变频水泵，变频水泵的控制端连接控制器。

本实用新型的有益效果：1.本实用新型通过改变高压水压大小的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具，进而增大钻孔周围煤体的透气性和卸压范围，提高煤层钻孔的瓦斯抽放效果和防突效果。改变高压水压力大小既可以通过人为控制，也可以通过控制器对变频水泵进行规律控制。

2.本实用新型通过控制水压就能控制钻头变径部分的变径功能，变径操作简单方便，容易控制，结构简单容易实现。

附图说明

图1是本实用新型钻具在承受高压水冲击时处于折叠状态示意图。

图2是本实用新型钻具在承受低压水冲击时处于展开状态示意图。