專利名稱：多級水力沖孔鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦領(lǐng)域鉆具，特別涉及一種多級水力沖孔鉆。
背景技術(shù)：
水力沖孔主要用于對煤層頂部鉆孔，水力沖孔是増加煤層瓦斯透氣性、卸壓、消除突出危險性的重要技木，但是，目前的鉆桿及沖孔鉆頭結(jié)構(gòu)簡單，只在鉆頭部位安裝ー組射流噴嘴，如果是軟煤，當(dāng)水射流割裂煤體時，大量煤體跨落到鉆孔內(nèi)，容易造成堵孔，由于鉆桿長度大，容易導(dǎo)致鉆桿卡死現(xiàn)象；如果是較硬煤質(zhì)或者夾矸，水射流割裂的煤塊或矸石塊，不易破碎，造成堵孔。針對鉆桿被卡死的情況，目前的處理方式是加大水壓，使鉆孔內(nèi)的壓カ大于外界以便是堵塞部分被疏通。現(xiàn)有水力鉆桿的鉆孔容易因掉落的煤塊封堵而口徑變小，往往內(nèi)部壓カ大于外部壓力。鉆孔內(nèi)加大水壓存在很大風(fēng)險，當(dāng)水壓達到臨界值，出現(xiàn)煤與瓦斯噴孔現(xiàn)象，引起瓦斯超限，増加了風(fēng)險，不利于瓦斯管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前現(xiàn)有水利沖孔鉆存在的結(jié)構(gòu)簡単，容易導(dǎo)致煤體垮落堵塞鉆孔等問題，提供一種結(jié)構(gòu)合理，使用效果好，不會出現(xiàn)堵塞鉆孔的多級水力沖孔鉆。技術(shù)方案一種多級水力沖孔鉆，包括鉆桿，鉆頭和射流嘴，鉆桿內(nèi)腔為水通道，鉆桿最前側(cè)安裝的射流鉆頭上設(shè)置有至少兩個對稱射流嘴，射流噴嘴與內(nèi)腔水通道連通，對稱的射流嘴之間夾角α范圍為30° < α <60° ;在射流鉆頭下方的鉆桿上至少ー個機械鉆頭，在機械鉆頭下方的鉆桿上垂直固定有網(wǎng)狀托盤，網(wǎng)狀托盤的外徑與各鉆頭外徑近似相等，在網(wǎng)狀托盤下方的鉆桿上固定有射流器，該射流器含有至少兩個與鉆桿平行的射流嘴，所述射流嘴正對網(wǎng)狀托盤的網(wǎng)孔。在所述射流器下方的鉆桿上至少垂直安裝一個網(wǎng)狀托盤，每個網(wǎng)狀托盤下方的鉆桿上固定有一個射流器，每個射流器含有至少兩個平行的射流嘴，所述射流嘴正對網(wǎng)狀托盤的網(wǎng)孔。在相鄰網(wǎng)狀托盤之間的鉆桿上，至少安裝有一個機械鉆頭。所述射流器為鉆頭式射流器，即在機械鉆頭內(nèi)設(shè)置出水通道，在鉆頭上對稱設(shè)置有出水孔，每個出水孔上安裝有與鉆桿平行的射流嘴，出水通道與鉆桿內(nèi)腔水通道連通。所述射流器包括支架和射流嘴，射流嘴固定在支架上，射流嘴通過輸水管與鉆桿內(nèi)腔水通道連通。有益效果本發(fā)明采用多級破碎，多級沖孔技術(shù)，第一桿鉆桿上安裝三個鉆頭，第一個鉆頭的射流嘴射流破煤，第二、第三個鉆頭機械破碎煤體；能充分對鉆孔中煤塊進行破碎。在鉆桿底部，安裝托盤，將垮落煤體臨時倉儲，抑制煤體向下繼續(xù)垮落而囤積情況的發(fā)生。在托盤的底部安裝平行于鉆桿的射流噴嘴，該射流對臨時倉儲煤體繼續(xù)破碎，托盤底部的射流噴嘴能對托盤上的煤塊進行破碎和稀釋，使其沿托盤周邊或托盤網(wǎng)孔中向下持續(xù)流出，從而使瓦斯連續(xù)均勻涌出，克服了瓦斯超限的情況的出現(xiàn)，防止瓦斯突出等危險的發(fā)生。


圖I是本發(fā)明多級水力沖孔鉆的外觀結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I的局部放大結(jié)構(gòu)示意 圖3是圖I中射流鉆頭的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明多級水力沖孔鉆的另ー種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號I為鉆桿，2為射流鉆頭，21為射流鉆頭的出水通道，3為機械鉆頭，4為鉆頭式射流器，5為成夾角α的射流嘴，6為與鉆桿平行的射流嘴，7為網(wǎng)狀托盤，71為網(wǎng)，72為固定套，8為射流器的支架，9為輸水管。·
具體實施例方式 實施例一參見圖I ー圖3，一種多級水力沖孔鉆，在鉆桿I的最前側(cè)(即最上端)安裝有射流鉆頭2，該射流鉆頭2上設(shè)置有兩個對稱的成夾角α的射流嘴5，射流鉆頭2內(nèi)部設(shè)置有出水通道21，射流噴嘴5與出水通道21連通，対稱的射流嘴之間夾角α范圍為30° ^ a ^ 60°。在射流鉆頭2下方的鉆桿I上依次間隔安裝了兩個機械鉆頭3(普通鉆頭)，在機械鉆頭3下方的鉆桿I上垂直固定有網(wǎng)狀托盤7，網(wǎng)狀托盤7的外徑與各鉆頭外徑近似相等，在網(wǎng)狀托盤7下方的鉆桿I上固定有射流器，該射流器為鉆頭式射流器4，即在機械鉆頭內(nèi)設(shè)置出水通道，在鉆頭上對稱設(shè)置有出水孔，每個出水孔上安裝有與鉆桿平行的射流嘴6，出水通道與鉆桿內(nèi)腔水通道連通，射流嘴6正對網(wǎng)狀托盤7的網(wǎng)孔。實施例ニ 參見圖Iー圖3，在實施例一的基礎(chǔ)上，在鉆頭式射流器4下方的鉆桿I上垂直安裝ー個或多個網(wǎng)狀托盤7，每個網(wǎng)狀托盤7下方的鉆桿上固定有一個鉆頭式射流器4，每個鉆頭式射流器4含有至少兩個平行的射流嘴6，所有射流嘴6正對其上方的網(wǎng)狀托盤7的網(wǎng)孔。上、下網(wǎng)狀托盤之間的鉆桿I上，分別安裝有ー個或兩個機械鉆頭3。實施例三參見圖4,內(nèi)容與實施例一基本相同，相同之處不重述，不同的是所述射流器包括支架8和射流嘴6，射流嘴6固定在支架8上，射流嘴6通過輸水管9與鉆桿內(nèi)腔出水通道連通。
權(quán)利要求
1.一種多級水力沖孔鉆，包括鉆桿，鉆頭和射流嘴，其特征是鉆桿內(nèi)腔為水通道，鉆桿最前側(cè)安裝的射流鉆頭上設(shè)置有至少兩個對稱射流嘴，射流噴嘴與內(nèi)腔水通道連通，對稱的射流嘴之間夾角α范圍為30° < α <60° ;在射流鉆頭下方的鉆桿上至少ー個機械鉆頭，在機械鉆頭下方的鉆桿上垂直固定有網(wǎng)狀托盤，網(wǎng)狀托盤的外徑與各鉆頭外徑近似相等，在網(wǎng)狀托盤下方的鉆桿上固定有射流器，該射流器含有至少兩個與鉆桿平行的射流嘴，所述射流嘴正對網(wǎng)狀托盤的網(wǎng)孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級水力沖孔鉆，其特征是在所述射流器下方的鉆桿上至少垂直安裝一個網(wǎng)狀托盤，每個網(wǎng)狀托盤下方的鉆桿上固定有一個射流器，每個射流器含有至少兩個平行的射流嘴，所述射流嘴正對網(wǎng)狀托盤的網(wǎng)孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級水力沖孔鉆，其特征是在相鄰網(wǎng)狀托盤之間的鉆桿上，至少安裝有一個機械鉆頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級水力沖孔鉆，其特征是所述射流器為鉆頭式射流器，即在機械鉆頭內(nèi)設(shè)置出水通道，在鉆頭上對稱設(shè)置有出水孔，每個出水孔上安裝有與鉆桿平行的射流嘴，出水通道與鉆桿內(nèi)腔水通道連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級水力沖孔鉆，其特征是所述射流器包括支架和射流嘴，射流嘴固定在支架上，射流嘴通過輸水管與鉆桿內(nèi)腔水通道連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級水力沖孔鉆，鉆桿最前側(cè)安裝的射流鉆頭上設(shè)置有至少兩個對稱射流嘴，射流噴嘴與內(nèi)腔水通道連通，在射流鉆頭下方的鉆桿上至少一個機械鉆頭，在機械鉆頭下方的鉆桿上垂直固定有網(wǎng)狀托盤，在網(wǎng)狀托盤下方的鉆桿上固定有射流器，該射流器含有至少兩個與鉆桿平行的射流嘴，所述射流嘴正對網(wǎng)狀托盤的網(wǎng)孔。本發(fā)明采用多級破碎，多級沖孔技術(shù)，在鉆桿底部安裝托盤，將垮落煤體臨時倉儲，抑制煤體向下繼續(xù)垮落而囤積情況的發(fā)生。托盤下平行安裝的射流器對臨時倉儲煤體繼續(xù)破碎，煤漿沿托盤周邊或托盤網(wǎng)孔中向下持續(xù)流出，從而使瓦斯連續(xù)均勻涌出，克服了瓦斯超限。
文檔編號E21B7/18GK102678048SQ20121017348
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者李輝, 魏建平 申請人:河南理工大學(xué)