一种反井钻机用正向钻井扩孔钻头.pdf

一种反井钻机用正向钻井扩孔钻头。主要解决了反向钻井钻头钻具存在的掉钻、卡钻等潜在危险的问题。其特征在于：钻头体(16)为滤斗型，其圆周上边缘、底部及斜面分别固定有耐磨导向板(17)、扫孔器(15)及若干破岩刀具(14)；钻头体(16)上部的过度法兰盘(20)固定在下中心管(19)上，且过度法兰盘(20)上方的支撑面板(21)支撑相互配合叠加的若干配重块(7)后被上导向总成(6)下的底板(27)相稳固，之后通过定位挡圈(4)相固定；而配重块(7)外圆周壁的上下有上凸台(8)及凹环(10)，且凹环(10)与配重块(7)壁间有截面为“吊耳”型的吊耳槽(9)。该钻头工作效率高、安全稳固、拆装运输方便。

1、  一种反井钻机用正向钻井扩孔钻头，包括上下中心管(23，19)、钻头体(16)、破岩刀具(14)，钻头体(16)固定安装在下中心管(19)的端部，其特征在于：钻头体(16)为滤斗型，其圆周上边缘、底部及斜面分别固定有耐磨导向板(17)、扫孔器(15)及若干破岩刀具(14)；钻头体(16)上部的过度法兰盘(20)固定在下中心管(19)上，且过度法兰盘(20)上方的支撑面板(21)支撑相互配合叠加的若干配重块(7)后被上导向总成(6)下的底板(27)相稳固，之后通过定位挡圈(4)相固定；而配重块(7)外圆周壁的上下有上凸台(8)及凹环(10)，且凹环(10)与配重块(7)壁间有截面为“吊耳”型的吊耳槽(9)。

2、  根据权利要求1所述反井钻机用正向钻井扩孔钻头，其特征在于：配重块(7)为圆环体。

3、  根据权利要求1所述反井钻机用正向钻井扩孔钻头，其特征在于：定位挡圈(4)为半抱环型。

4、  根据权利要求1所述反井钻机用正向钻井扩孔钻头，其特征在于：上凸台(8)与底板(27)间隙处有底座(22)。

一种反井钻机用正向钻井扩孔钻头
技术领域
一种涉及矿山工程机械中反井钻机用的专用钻头，尤其是反井钻机用正向钻井扩孔钻头。
背景技术
随着我国加大对西部能源基地的开发力度，煤矿安全生产问题是一个重要的研究课题。解决煤矿安全生产问题，就需要增加煤矿通风井、瓦斯抽放井等井筒施工。若采用正井钻机钻井法钻凿井工艺施工，机械化程度高、成井直径大、精度高，但立井钻机设备不仅体积庞大、系统及扩孔钻头结构复杂，而且钻井工艺较为繁琐，钻凿井筒效率低、经济效益差，钻机本身和钻头的拆装和运输不便，不适宜快速钻井作业的需求。反井钻机反向钻井法目前在煤矿井筒施工中得到了广泛的应用，其钻井作业方式为从下向上的反向扩孔凿井方式，钻机及钻头结构简单、设备占地面积小，钻头不需配重，依靠钻机自身动力系统提供的拉力与扭矩进行破岩，钻井效率高、作业周期短；但在反井钻机反向钻井扩孔过程中，由于扩孔钻头自身结构及地层不稳定等综合条件决定了钻杆不同程度的疲劳损伤，钻杆可能从某一部位断裂，使扩孔钻头和部分钻杆掉落下水平巷道，导致钻具严重的损毁，更甚者可能出现扩孔钻头卡死在井筒中间某个部位，造成后续处理的巨大困难和不安全因素，再有反井钻机反向钻井的接卸工作在地下工作面，也保证不了施工人员的安全。
实用新型内容
本实用新型在于克服目前现有技术中钻井法施工井筒钻机及扩孔钻头体积设备庞大、结构复杂，以及反井钻机反向钻井扩孔钻头钻具潜在掉钻及卡钻等危险因素的缺陷和不足，而提供了一种反井钻机正向钻井扩孔钻头，它能有效地解决目前现有技术在施工中存在的缺陷和不足，保证了反井钻机用正向钻井扩孔钻头在反井正向凿井施工中的安全可靠性。
本实用新型的技术解决方案是：该反井钻机用正向钻井扩孔钻头包括上、下中心管、钻头体、破岩刀具，钻头体固定安装在下中心管的端部，钻头体为滤斗型，其圆周上边缘、底部及斜面分别固定有耐磨导向板、扫孔器及若干破岩刀具；钻头体上部的过度法兰盘固定在下中心管上，且过度法兰盘上方的支撑档板支撑相互配合叠加的若干配重块后被上导向总成下的底板相稳固，之后通过定位挡环圈相固定；而配重块外圆周壁的上下有上凸台及凹环，且凹环与配重块壁间有截面为“吊耳”型的吊耳槽。
上述的反井钻机用正向钻井扩孔钻头配重块为圆环体，定位挡圈为半抱环型，上凸台与底板间隙处有底座。
本实用新型的技术效果是：由于本实用新型采用上述结构，其结构中设置了定位挡圈、上导向总成、配重块、下导向耐磨板、扫孔器，从而起到了整体稳定的作用，避免了掉钻、卡钻等重大经济安全事故；同时还可在钻进时起井壁支护的作用；再有反井钻机正向钻井的接卸工作在地上工作面，也保证了施工人员的人身安全。“漏斗”型钻头体的这一结构，也使得破碎的岩渣沿斜锥面自溜至先期钻凿的溜矸孔内，避免重复破碎，可提高钻进效率；钻头体前端的扫孔器可防止钻进过程中由于大块岩渣而导致溜矸孔的堵塞，在保证溜矸孔顺畅的同时也可起到导向的作用；钻头整体结构简单，拆装和运输方便，并可在较小工作空间钻凿较大直径竖井。反井钻机正向钻井扩孔钻头在钻凿井筒效率和经济效益方面均得到提高。
附图说明
附图1是本实用新型的装配图；
附图2是本实用新型的上导向总成的剖面图；
附图3是附图2的俯视图。
图中：1-异型接头钻杆，2-花键螺纹接头，3-“U”定位销，4-定位挡圈，5-螺栓，6-上导向总成，7-配重块，8-上凸台，9-吊耳槽，10-凹环槽，11-销轴，12-螺栓，13-螺栓，14-破岩刀具，15-扫孔器，16-钻头体，17-耐磨导向板，18-支撑筋板，19-下中心管，20-过渡法兰盘，21-支撑面板，22-底座，23-上中心管，24-上中心管接头凸起，25-花键套，26-立板，27-底板，28-筋板，29-八方上面板，30-导向刀体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
参照附图1结合附图2、3所示，该正向钻井扩孔钻头包括上中心管23及下中心管19，钻头体16、破岩刀具14，钻头体16固定安装在下中心管19的端部，钻头体16为滤斗型，其圆周上边缘、底部及斜面分别固定有耐磨导向板17、扫孔器15及若干破岩刀具14；钻头体上部的过度法兰盘20固定在下中心管19上，且过度法兰20上方的支撑面板21支撑相互配合叠加的若干配重块7后被上导向总成6下的底板27相稳固，之后通过定位挡圈4相固定；而配重块7外圆周壁的上下有上凸台8及凹环10，且凹环10与配重块7壁间有截面为“吊耳”型的吊耳槽9。配重块7为圆环体，定位挡圈4为半抱环型，上凸台8与底板27间隙处有底座22。
本实用新型反井钻机用正向钻井扩孔钻头的钻头体16为滤斗型，圆周上边缘固定有耐磨导向板17，在钻井过程中支撑井壁，起导向和稳定作用；下部斜面处通过销孔定位及焊接的方式分布有6个破岩刀具14，在钻井过程中，是破碎岩体的主要工具；钻头体16的下底部焊接有扫孔器15，在正向钻井中主要起到清除溜矸孔中堵塞的大块岩渣，保证溜矸孔能够正常工作，避免卡钻甚至掉钻等事故。过渡法兰盘20下面的支撑筋板18通过螺栓13与钻头体16相连接，并且过度法兰盘20及其下面的支撑筋板18通过圆柱销11、螺栓12固定在下中心管19上。过度法兰盘20上方的支撑面板21起到支撑配重块7的作用，支撑面板21及上面的配重块7通过上导向总成6下的底板27固定，使得配重块7整体结构紧凑。配重块7之间相互叠加在一起而组成一整体，每个配重块7都有上凸台8及凹环10，使得配重块7可以相互叠加，并保证配重块的整体稳定。凹环10与配重块7的外壁之间加工成环槽型，其截面形状呈“吊耳”型，目的是安装和拆卸配重块7时方便。上导向总成6包括立板26、底板27、筋板28、八方上面板29，导向刀体30，在施工中与耐磨导向板17一同起导向和支撑的作用。上导向总成6的底板27下的底座22与配重块7的上凸台8相配合，用定位挡圈4来固定；定位挡圈4是用来稳定上导向总成6与配重块7的，其中定位挡圈4为两个半抱环型钢件，这种的结构在施工中便于固定安装与拆卸。定位挡圈4通过螺栓5固定在上导向总成6的上部，其顶部与上中心管接头凸起24相配合，用来做扩孔钻头的定位功用，防止钻井过程中上导向总成6与配重块7由于钻井施工的震动而左右摆动，造成钻杆扭断等事故。
现场操作步骤为：将本实用新型吊装至井口，并将其放置在预先开凿好的井筒内；将反井钻机移至井口中心上方；连接本实用新型上部异型接头1，并启动钻机动力马达开始进行扩孔作业；扩孔钻头在井筒中由上导向总成6和下耐磨导向板17来起支撑作用，破岩刀具14进行岩石破碎，扫孔器15在前端进行先导孔堵塞岩渣的清理工作。配重块7的数量依据钻井深度的增加而增加，依靠配重和钻具的重量进行破岩。
本实用新型反井正钻扩孔钻头中心管上部连接接头采用的是立井钻机配套钻杆的花键牙嵌式接头，它与本实用新型的连接是通过异型接头1与花键螺纹接头2用锥螺纹相连接，上中心管接头凸起24与花键螺纹接头2通过“U”型定位销3及花键套25相接。而目前反井钻机配套钻具采用石油API标准螺纹扣型连接方式。