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本发明涉及一种局部扩径多翼扩孔钻头，由扩孔刀翼钻头与钻杆(16)通过上连接器(17)连接，其特征在于钻头(7)与扩孔刀翼钻头通过下连接器(18)连接。本发明的优越之处在于：结构简单，性能安全可靠、使用方便，同时解决了在软、硬岩地层较大扩孔半径的施工难题。 。
CN201010164278.4
2010.05.06
CN101876236A
2010.11.03
撤回
无权
发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E21B 10/32申请公布日:20101103|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 10/32申请日:20100506|||公开
E21B10/32; E21B10/60
E21B10/32
彭桂湘
彭桂湘; 彭颖超; 刘克林; 张志罡; 缑延民; 袁志坚; 白领国; 王新民; 徐培远; 曹伟; 房雪峰; 马明旺; 阎冠欣; 李云峰
467000 河南省平顶山市矿工路59号
郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙) 41117
张厚山
本发明涉及一种局部扩径多翼扩孔钻头，由扩孔刀翼钻头与钻杆(16)通过上连接器(17)连接，其特征在于钻头(7)与扩孔刀翼钻头通过下连接器(18)连接。本发明的优越之处在于：结构简单，性能安全可靠、使用方便，同时解决了在软、硬岩地层较大扩孔半径的施工难题。
1.局部扩径多翼扩孔钻头，由扩孔刀翼钻头与钻杆(16)通过上连接器(17)连接，其特征在于钻头(7)与扩孔刀翼钻头通过下连接器(18)连接。2.如权利要求1所述的局部扩径多翼扩孔钻头，其特征在于所述的扩孔刀翼钻头由钻头导向接头(8)、扩孔刀翼体和钻杆导向接头(19)三部分依次连接；扩孔刀翼(9)、(11)分别与空芯铰轴(10)、(13)铰接，空芯铰轴(10)、(13)固定在扩孔刀翼本体上；在扩孔刀翼体和钻杆导向接头(19)内开有气道，钻杆气道(15)、空芯铰轴气道及扩孔刀翼气道(12)、(14)依次相通。3.如权利要求2所述的局部扩径多翼扩孔钻头，其特征在于所述的空芯铰轴(10)、(13)固定扩孔刀翼本体上并偏离导向体轴心对称布置。
局部扩径多翼扩孔钻头 (一)技术领域本发明涉及煤田地质钻探、煤层气、矿井瓦斯排放井钻、扩径孔装置，具体为局部扩径多翼扩孔钻头。(二)背景技术近几年来，为提高煤炭资源的综合利用及消除煤炭开采过程中出现瓦斯危及安全生产的事故，在煤炭开采之前，要对施工地面的煤层气(瓦斯)设置预抽井，或者在生产矿井设置瓦斯排放井，来抽取、收集煤层气。在施工中，对煤层气预抽井的煤层井段或者瓦斯排放井的特定井段，往往需要进行局部造穴或者扩径，以提高煤层气的产量或者保护对下入到井内的套管，不会因对地层采煤造成的沉陷、错位被挤压折断、损坏而报废。目前所采用的扩孔掏穴器，请参见本申请人的专利号为200620032323.x专利。该装置包括接头、和扩孔掏穴刀、铰链轴。扩孔掏穴刀与接头之间铰接，参见附图1。工作时扩孔掏穴器是与钻杆相连接的，由地面通过钻具输送流体(液体、气体或气液混合体)，该流体通过接头内部的气道4——空芯铰轴3——扩孔掏穴刀体2的气道1，最后从扩孔掏穴刀体2上的喷咀喷射而出产生推力，使扩孔掏穴刀体2绕铰轴3发生偏转抬起，直径变大。接头5在钻具的带动下旋转使刮削齿刮削破碎地层，达到扩孔掏穴的目的。扩孔完毕，停止供给流体，扩孔掏穴刀体2下垂复位，完成扩孔掏穴作业。该扩孔器存在的问题：1、扩孔掏穴刀头为单臂，扩孔时效率低稳定性差，仅适宜在煤层中扩孔掏穴；2、由于其设计的铰链轴的轴心与接头的轴线垂直相交铰接，如果改为双臂扩孔刀头，势必造成在接头直径相同条件下扩孔刀头厚度变薄强度降低易折断，发生事故，同样谨适宜在较软的煤层中扩孔掏穴而不能在较硬的岩层中扩孔掏穴；3、由于接头本体下端短，没有扶正导向功能，不能保证扩孔所要求的孔径尺寸质量要求，也同样谨适宜在较软的煤层中扩孔掏穴，不能满足在岩层中扩孔钻进。综上所述，该掏穴器在小口径岩层中难以实现大直径掏穴及扩孔，达不到工程施工要求。(三)发明内容本发明之目的在于克服现有技术中的扩孔臂易折断、孔径质量不能保证等缺陷，提供一种新型的局部扩径多翼扩孔钻头。为了实现上述的目的，本发明依据了下述的技术方案。该局部扩径双翼扩孔钻头，由扩孔刀翼钻头与钻杆通过上连接器连接，其特征在于钻头与扩孔刀翼钻头通过下连接器连接。所述的扩孔刀翼钻头由钻头导向接头、扩孔刀翼体和钻杆导向接头三部分依次连接，扩孔刀翼与空芯铰轴铰接，空芯铰轴固定在扩孔刀翼本体上，扩孔刀翼体和钻杆导向接头内开有气道，气道的贯通方式为钻杆气道、空芯铰轴气道及扩孔刀翼气道，三者依次相通。所述的空芯铰轴固定扩孔刀翼本体上并偏离导向体轴心对称布置。本发明的优越之处在于：结构简单，性能安全可靠、使用方便，同时解决了在软、硬岩地层较大扩孔半径的施工难题。(四)附图说明图1为喷射式孔掏穴器的结构示意图。图2为本发明的结构示意图。图3为本发明扩孔刀翼体的结构示意图。(五)具体实施方式本发明的具体结构请参见附图2。该装置由扩孔刀翼钻头与钻杆16通过下连接器17连接，其特征在于钻头7与扩孔刀翼钻头通过上连接器18连接。所述的扩孔刀翼钻头的具体结构请参见附图3。它由钻头导向接头8、扩孔刀翼体和钻杆导向接头19三部分依次连接，扩孔刀翼9、11分别与空芯铰轴10、13铰接，空芯铰轴10、13固定在扩孔刀翼本体上，扩孔刀翼体和钻杆导向接头19内开有气道，气道的贯通方式为钻杆气道15、空芯铰轴及扩孔刀翼气道12、14，三者依次相通。本发明工作时是上连接器17与钻杆16相连接的，由地面通过钻具输送流体(液体、气体或气液混合体)，该流体通过钻杆导向接头19内部的气道15一一空芯铰轴10、13——高强度扩孔刀翼9、11内的气道12、14，最后从扩孔刀翼9、11上的喷咀喷射而出产生推力，使得高强度扩孔刀翼9、11，可以分别绕铰轴10、13发生偏转抬起，直径变大。导向接头8可连接钻头7，亦可不连接，连接后具有扶正导向功能。在钻具的带动下旋转使刮削齿刮削破碎地层，达到扩孔掏穴的目的。扩孔完毕，停止供给流体，高强度扩孔刀翼9、11，下垂复位，完成扩孔掏穴作业。空芯铰轴如果采用三翼式，呈则120度均布。与喷射式扩孔掏穴器相比较，局部扩径双翼扩孔钻头布刀合理，增加了导向功能和钻进扩孔同时进行施工的功能，可以在岩层中扩孔、掏穴，更可以在煤层中扩孔掏穴，且更加稳定安全。本发明既可在已有的钻孔内扩孔，也可在下部连接钻头后实现钻孔和扩孔、掏穴同步进行，提高施工效率。
(一)技术领域
本发明涉及煤田地质钻探、煤层气、矿井瓦斯排放井钻、扩径孔装置，具体为局部扩径多翼扩孔钻头。
(二)背景技术
近几年来，为提高煤炭资源的综合利用及消除煤炭开采过程中出现瓦斯危及安全生产的事故，在煤炭开采之前，要对施工地面的煤层气(瓦斯)设置预抽井，或者在生产矿井设置瓦斯排放井，来抽取、收集煤层气。在施工中，对煤层气预抽井的煤层井段或者瓦斯排放井的特定井段，往往需要进行局部造穴或者扩径，以提高煤层气的产量或者保护对下入到井内的套管，不会因对地层采煤造成的沉陷、错位被挤压折断、损坏而报废。
目前所采用的扩孔掏穴器，请参见本申请人的专利号为200620032323.x专利。该装置包括接头、和扩孔掏穴刀、铰链轴。扩孔掏穴刀与接头之间铰接，参见附图1。工作时扩孔掏穴器是与钻杆相连接的，由地面通过钻具输送流体(液体、气体或气液混合体)，该流体通过接头内部的气道4——空芯铰轴3——扩孔掏穴刀体2的气道1，最后从扩孔掏穴刀体2上的喷咀喷射而出产生推力，使扩孔掏穴刀体2绕铰轴3发生偏转抬起，直径变大。接头5在钻具的带动下旋转使刮削齿刮削破碎地层，达到扩孔掏穴的目的。扩孔完毕，停止供给流体，扩孔掏穴刀体2下垂复位，完成扩孔掏穴作业。
该扩孔器存在的问题：1、扩孔掏穴刀头为单臂，扩孔时效率低稳定性差，仅适宜在煤层中扩孔掏穴；2、由于其设计的铰链轴的轴心与接头的轴线垂直相交铰接，如果改为双臂扩孔刀头，势必造成在接头直径相同条件下扩孔刀头厚度变薄强度降低易折断，发生事故，同样谨适宜在较软的煤层中扩孔掏穴而不能在较硬的岩层中扩孔掏穴；3、由于接头本体下端短，没有扶正导向功能，不能保证扩孔所要求的孔径尺寸质量要求，也同样谨适宜在较软的煤层中扩孔掏穴，不能满足在岩层中扩孔钻进。综上所述，该掏穴器在小口径岩层中难以实现大直径掏穴及扩孔，达不到工程施工要求。
(三)发明内容
本发明之目的在于克服现有技术中的扩孔臂易折断、孔径质量不能保证等缺陷，提供一种新型的局部扩径多翼扩孔钻头。
为了实现上述的目的，本发明依据了下述的技术方案。该局部扩径双翼扩孔钻头，由扩孔刀翼钻头与钻杆通过上连接器连接，其特征在于钻头与扩孔刀翼钻头通过下连接器连接。
所述的扩孔刀翼钻头由钻头导向接头、扩孔刀翼体和钻杆导向接头三部分依次连接，扩孔刀翼与空芯铰轴铰接，空芯铰轴固定在扩孔刀翼本体上，扩孔刀翼体和钻杆导向接头内开有气道，气道的贯通方式为钻杆气道、空芯铰轴气道及扩孔刀翼气道，三者依次相通。
所述的空芯铰轴固定扩孔刀翼本体上并偏离导向体轴心对称布置。
本发明的优越之处在于：结构简单，性能安全可靠、使用方便，同时解决了在软、硬岩地层较大扩孔半径的施工难题。
(四)附图说明
图1为喷射式孔掏穴器的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明扩孔刀翼体的结构示意图。
(五)具体实施方式
本发明的具体结构请参见附图2。该装置由扩孔刀翼钻头与钻杆16通过下连接器17连接，其特征在于钻头7与扩孔刀翼钻头通过上连接器18连接。
所述的扩孔刀翼钻头的具体结构请参见附图3。它由钻头导向接头8、扩孔刀翼体和钻杆导向接头19三部分依次连接，扩孔刀翼9、11分别与空芯铰轴10、13铰接，空芯铰轴10、13固定在扩孔刀翼本体上，扩孔刀翼体和钻杆导向接头19内开有气道，气道的贯通方式为钻杆气道15、空芯铰轴及扩孔刀翼气道12、14，三者依次相通。
本发明工作时是上连接器17与钻杆16相连接的，由地面通过钻具输送流体(液体、气体或气液混合体)，该流体通过钻杆导向接头19内部的气道15一一空芯铰轴10、13——高强度扩孔刀翼9、11内的气道12、14，最后从扩孔刀翼9、11上的喷咀喷射而出产生推力，使得高强度扩孔刀翼9、11，可以分别绕铰轴10、13发生偏转抬起，直径变大。
导向接头8可连接钻头7，亦可不连接，连接后具有扶正导向功能。在钻具的带动下旋转使刮削齿刮削破碎地层，达到扩孔掏穴的目的。扩孔完毕，停止供给流体，高强度扩孔刀翼9、11，下垂复位，完成扩孔掏穴作业。
空芯铰轴如果采用三翼式，呈则120度均布。
与喷射式扩孔掏穴器相比较，局部扩径双翼扩孔钻头布刀合理，增加了导向功能和钻进扩孔同时进行施工的功能，可以在岩层中扩孔、掏穴，更可以在煤层中扩孔掏穴，且更加稳定安全。
本发明既可在已有的钻孔内扩孔，也可在下部连接钻头后实现钻孔和扩孔、掏穴同步进行，提高施工效率。
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