[实用新型]一种煤矿用大直径螺旋钻进装备

说明书

本实用新型涉及井下钻进技术领域，一种煤矿用大直径螺旋钻进装备，其中大直径螺旋钻头安装在大直径螺旋钻杆的头部，所述定向钻头安装在定向钻杆的头部，大直径螺旋钻杆主体为管状结构，大直径螺旋钻头为环形结构，定向钻杆可通过转接头连接在大直径螺旋钻头的头部，大直径螺旋钻杆和定向钻杆的尾部均可连接在液压转驱机构的动力输出端，所述液压转驱机构安装在主顶推机构上，该主顶推机构可驱动液压转驱机构、以及大直径螺旋钻杆和/或定向钻杆推进或退回，其可实现防止松软煤层坍塌的钻进工艺。

技术领域

本实用新型涉及井下钻进技术领域，特别是煤矿用大直径螺旋钻进技术。

背景技术

目前，《煤矿安全规程》取消了尾巷的布置，大部分矿井由原来的“U+L”布置方针改变为”U“型布置方式，而当前的采掘工艺技术的发展使得生产强度不断增加，造成回采工作面及上隅角瓦斯存在超限的隐患。煤矿井下地质条件复杂，在软煤层、构造煤和断层褶皱发育的地带进行大直径钻孔施工存在以下几个问题：

1、钻进过程中，孔内壁出现垮塌，岩煤抱住钻具，使钻具无法继续钻进；

2、钻孔形成后，抽出钻具，钻孔垮塌形成废孔；当钻进时，遇到瓦斯突然涌出，会产生人员伤亡。

上述问题的发生，使煤矿井下瓦斯抽采钻孔成孔率低于30％，成孔深度低，成孔直径小，导致抽采作用半径小；钻孔深度短，导致钻孔抽采周期短。煤层渗透率低，影响抽采效率降低。

虽然有常规大螺旋钻进设备及方法在地面施工中的成功应用，但是煤矿井下施工环境相较于地面施工更为复杂，因此常规大螺旋钻进设备及方法，在煤矿井下是无法使用的。首先，煤矿井下对设备尺寸要求极为严苛，常规大螺旋钻进设备尺寸过大，无法进入井下施工面；其次，常规大螺旋钻进设备施工需要设置接收巷道，煤矿井下无法做到；再次，常规大螺旋钻进设备在钻进过程中，螺旋钻杆与套管摩擦容易产生火花，造成瓦斯爆炸等隐患。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种煤矿用大直径螺旋钻进装备，其可实现防止松软煤层坍塌的钻进工艺，利用形成的大直径钻孔通道，使抽采瓦斯的效率成倍的提高，该技术与装备也可以为煤矿井下解决上隅角及采空区瓦斯积聚的难题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，一种煤矿用大直径螺旋钻进装备，包括液压转驱机构、主顶推机构、大直径螺旋钻杆、大直径螺旋钻头、定向钻头和定向钻杆，其中大直径螺旋钻头安装在大直径螺旋钻杆的头部，所述定向钻头安装在定向钻杆的头部，大直径螺旋钻杆为管状结构，大直径螺旋钻头为环形结构，定向钻杆可通过转接头连接在大直径螺旋钻头的头部，大直径螺旋钻杆和定向钻杆的尾部均可连接在液压转驱机构的动力输出端，所述液压转驱机构安装在主顶推机构上，该主顶推机构可驱动液压转驱机构、以及大直径螺旋钻杆和/或定向钻杆推进或退回；

所述煤矿用大直径螺旋钻进装备还包括防火花套管，大直径螺旋钻杆外部设有用于将钻孔产生的杂削排出的螺旋叶片，大直径螺旋钻以及螺旋叶片插装在防火花套管内，且所述防火花套管可与大直径螺旋钻杆协同推进或退回。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述大直径螺旋钻杆的内径与所述定向钻杆的外径相匹配。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述大直径螺旋钻头为爪状，使得大直径螺旋钻头钻进产生的杂削可通过大直径螺旋钻头的间隙进入到防火花套管中。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述防火花套管主体为钢制套管，钢制套管的内壁镶嵌采用聚酰胺材料注塑成型的内嵌套。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿用大直径螺旋钻进装备还包括至少一个夹持器，该夹持器设置在防火花套管的行进路径上，所述夹持器主题为环状结构，夹持器上设有用于承托防火花套管直线移动的滚轮。