[实用新型]一种用于松软煤层瓦斯抽采钻孔的钻具结构

说明书

一种用于松软煤层瓦斯抽采钻孔的钻具结构，包括钻头、钻杆和旋转破碎机构；所述旋转破碎机构包括中空的破碎机构管体和沿轴向设置于所述破碎机构管体外表面上的若干道破碎齿圈;所述破碎机构管体的一端与钻头连接、另一端与钻杆连接；所述每道破碎齿圈包含若干沿径向间断式分布的破碎齿；所述破碎齿旋转时形成的圆弧直径，小于钻头所钻孔眼的内径；采用本实用新型可将钻头破碎后的煤渣进一步破碎，从而提高钻孔过程中风力排渣的效果。

技术领域

本实用新型涉及煤矿瓦斯抽采钻孔钻具领域，尤其涉及一种用于松软煤层瓦斯抽采钻孔的钻具结构。

背景技术

我国约50%的煤矿都是普氏系数小于0.8的松软煤层，且瓦斯含量高，裂隙发育，易发生煤与瓦斯突出。顺煤层钻孔瓦斯抽采是松软煤层瓦斯治理的主要方法之一。

为增加钻孔深度、便于钻具顺利退出和进行后续瓦斯抽采，在钻孔过程中，需要同步将钻孔内的煤渣颗粒排出，还需避免出现塌孔、堵孔的情况。顺煤层钻孔瓦斯抽采施工过程中，常采用钻具旋转钻进，压风冷却及压风与螺旋钻具复合排渣的方式进行。

采用压风冷却及压风与螺旋钻具复合进行排渣时，在旋转钻孔过程中，配合螺旋钻具，压风由钻头附近向钻孔孔口移动，通过风力将钻孔内的煤粉、小煤颗粒携裹排出孔洞，从而实现排渣目的。此外，压风通过环空时，基本不会出现因为刮碰孔壁诱发的塌孔、堵孔问题，有利于增加钻孔深度、顺利退钻和后续瓦斯抽采。

现有钻具中，多采用钻头和钻杆简单结合，未增设可用于进一步破碎大颗粒煤渣的装置。若钻进时环空中阻力较大且流通不畅，使用现有钻具结合风力进行排渣，风力携裹能力不足，很难将较大颗粒煤渣携裹而出，由此容易造成大颗粒煤渣在钻孔内堆积，造成钻孔堵塞。

实用新型内容

（一）解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种用于松软煤层瓦斯抽采钻孔的钻具结构，主要解决上述现有技术中所存在的针对大颗粒煤渣风力排渣能力较弱的技术问题，本实用新型可将钻头破碎后的煤渣进一步破碎，从而提高钻孔过程中风力排渣的效果。

（二）技术方案

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于松软煤层瓦斯抽采钻孔的钻具结构，其特征在于：包括钻头、钻杆和旋转破碎机构；所述旋转破碎机构包括中空的破碎机构管体和沿轴向设置于所述破碎机构管体外表面上的若干道破碎齿圈;所述破碎机构管体的一端与钻头连接、另一端与钻杆连接；所述每道破碎齿圈包含若干沿径向间断式分布的破碎齿；所述破碎齿旋转时形成的圆弧直径，小于钻头所钻孔眼的内径。

进一步地，所述破碎齿为近似四棱台形状，底面为内凹圆柱面，破碎齿的四条棱长度相等，上表面为长方形。

进一步地，所述破碎齿圈为2至8道,每道破碎齿圈分布有3至15枚破碎齿。

进一步地，所述破碎机构管体两端分别与钻头和钻杆螺纹连接。

进一步地，所述钻头的近端与最近的破碎齿圈之间的距离大于10mm，小于1000mm。

（三）有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于松软煤层瓦斯抽采钻孔的钻具结构，具备以下有益效果：

本实用新型通过在钻头和钻杆之间增设旋转破碎机构，以实现将钻孔过程中颗粒较大的煤渣进一步破碎的目的。煤渣在压风带动下进入旋转破碎机构区域后，将经过旋转中的破碎齿的多次撞击，破碎成更小颗粒后被风力携裹带出钻孔，相比现有钻具结构，本实用新型将增强钻孔过程中的风力携裹排渣效果，有效减少钻孔内堆积的煤渣，进一步降低钻孔堵塞风险。

本实用新型结构简单，操作方便，可提高钻孔效率，尤其是提高松软煤层的钻孔效率和作业安全。

附图说明