一种双驱动双壁钻杆的制作方法

1.本实用新型属于钻孔设备技术领域，具体涉及一种双驱动双壁钻杆，尤其是涉及一种煤矿瓦斯抽采、探放水、注水等类似软岩矿层以及各类岩层施工大孔径钻孔的钻杆。


背景技术：

2.我国煤矿以井工矿为主，高瓦斯矿井占一半以上，在煤矿生产中瓦斯既是主要危险源之一，也是重要的清洁能源。煤矿通常在井下本煤层进行瓦斯抽采，目前，瓦斯抽采工艺中，施工本煤层钻孔最为普遍，但是受钻机、钻具的功能和煤炭地质条件的限制，瓦斯抽采钻孔存在孔径小、偏斜率大、施工大孔径钻孔工序多、成孔率低等技术问题，使得瓦斯抽采率低、抽采浓度低，对瓦斯抽采效果影响较大，不仅瓦斯利用率低，也提高了瓦斯治理的综合成本。针对煤矿井下施工直径200~300mm、孔深＞100m的钻孔，尚没有成熟的钻杆能够完成施工大孔径一次成孔的施工需求。


技术实现要素：

3.本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种双驱动双壁钻杆，解决了目前煤矿井下钻孔直径小，偏斜率大、施工工序繁琐，成孔率和工作效率低的问题。
4.为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
5.一种双驱动双壁钻杆，包括外钻杆系统和内钻杆系统，所述内钻杆系统套装在外钻杆系统内，所述外钻杆系统包括外驱动钻杆和外中间钻杆，所述外驱动钻杆上设有外驱动钻杆法盘，所述外驱动钻杆法盘与第一驱动装置连接，所述外驱动钻杆的一端与外中间钻杆连接，所述外中间钻杆另一端设有外截割钻头；所述内钻杆系统包括内驱动钻杆、内中间钻杆和内首钻杆，均为中空，所述内驱动钻杆上设有内驱动钻杆法盘，所述内驱动钻杆法盘与第二驱动装置连接，所述内驱动钻杆一端与内中间钻杆的一端连接，所述内中间钻杆的另一端与内首钻杆的一端连接，所述内首钻杆的另一端设有内截割钻头；所述内钻杆系统与外钻杆系统之间留有间隙，所述内驱动钻杆、内中间钻杆、内首钻杆的外壁均设有支架，且呈圆周布置，所述支架的外侧与外驱动钻杆、外中间钻杆的内径相适应，所述支架的外侧与外驱动钻杆、外中间钻杆的内径的间隙均小于3mm，所述外中间钻杆管壁沿纵向螺旋均布润滑孔。
6.进一步的，所述外驱动钻杆一端设有螺纹，所述外驱动钻杆通过螺纹与外中间钻杆连接，所述外中间钻杆的数量为若干个，若干所述外中间钻杆之间通过螺纹连接。
7.进一步的，所述内驱动钻杆一端设有螺纹，所述内驱动钻杆通过螺纹与内中间钻杆一端连接，所述内中间钻杆的数量为若干个，若干所述内中间钻杆之间通过螺纹连接，所述内中间钻杆末端通过螺纹与内首钻杆一端连接。
8.进一步的，所述支架的外侧与外驱动钻杆、外中间钻杆的内壁设有间隙，所述间隙为1~3mm。
9.本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：
10.本实用新型可一次施工大直径精准深孔，通过设置外钻杆系统和内钻杆系统，并分别独立配置驱动装置，外钻杆系统具有低转速、大转矩的特点，对煤层的适应性较强、扰动小；内钻杆系统采用高转速，钻进效率高，采用内钻杆系统和外钻杆系统
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钻套同步”的设置，两个系统之间设置支架，可利用外钻杆系统的支撑，使内钻杆系统不受自重力和旋转力矩的影响，能够平稳运行，实现精准打孔，本实用新型中的内钻杆为中空，能够将钻液输送到截割钻头处，矿渣可沿外钻杆与内钻杆之间的间隙即空腔通道排出，实现内排渣，减少了对孔壁的扰动，本实用新型中支架与外钻杆系统之间留有间隙，增大了内、外钻杆之间的过流量，提高了内钻杆稳定性。
附图说明
11.下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
12.图1为本实用新型所述双驱动双壁钻杆的结构示意图；
13.图2为本实用新型所述双驱动双壁钻杆的截面剖视结构示意图；
14.图3为本实用新型所述内、外驱动钻杆组合结构示意图；
15.图4为本实用新型所述内、外中间钻杆组合结构示意图；
16.图5为本实用新型所述内首钻杆、外中间钻杆组合结构示意图；
17.图中：1—外钻杆系统；11—外驱动钻杆；12—外中间钻杆；13—外驱动钻杆法盘；14—润滑孔；2—内钻杆系统；21—内驱动钻杆；22—内中间钻杆；23—内首钻杆；24—内驱动钻杆法盘；25—支架。
具体实施方式
18.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。
19.如图1—5所示，本实施例提供了一种双驱动双壁钻杆，包括外钻杆系统1和内钻杆系统2，内钻杆系统2套装在外钻杆系统1内，外钻杆系统1包括外驱动钻杆11和外中间钻杆12，外驱动钻杆11上设有外驱动钻杆法盘13，外驱动钻杆法盘13与第一驱动装置连接，外驱动钻杆11的一端与外中间钻杆12连接，外中间钻杆12另一端设有外截割钻头；内钻杆系统2包括内驱动钻杆21、内中间钻杆22和内首钻杆23，均为中空，内驱动钻杆21上设有内驱动钻杆法盘24，内驱动钻杆法盘24与第二驱动装置连接，内驱动钻杆21一端与内中间钻杆22的一端连接，内中间钻杆22的另一端与内首钻杆23的一端连接，内首钻杆23的另一端设有内截割钻头；内钻杆系统2与外钻杆系统1之间留有间隙，内驱动钻杆21、内中间钻杆22、内首钻杆23的外壁均设有支架25，且呈圆周布置，支架25为方形凸起，支架25的外侧与外驱动钻杆11、外中间钻杆12的内径相适应，支架25的外侧与外驱动钻杆11、外中间钻杆12的内径的间隙均小于3mm，外中间钻杆12管壁沿纵向螺旋均布润滑孔14，外驱动钻杆11一端设有螺纹，外驱动钻杆11通过螺纹与外中间钻杆12连接，内驱动钻杆21一端设有螺纹，内驱动钻杆21通过螺纹与内中间钻杆22一端连接。
20.进一步的，本实用新型可根据实际需要设置内中间钻杆22的数量为若干个，若干
个内中间钻杆22之间通过螺纹连接，外中间钻杆12的数量为若干个，若干个外中间钻杆12之间通过螺纹连接。
21.进一步的，支架25的外侧与外驱动钻杆11、外中间钻杆12的内壁之间的间隙优选为1~3mm。
22.本实用新型作为双驱动钻机的主要部件之一，内钻杆系统套装在外钻杆系统内同时旋转或各自独立旋转（根据地质条件及工况需求，内钻杆系统和外钻杆系统在加工时通过改变连接螺纹方向，可以同向旋转，也可以反向旋转），各自驱动截割钻头。在上钻杆时，内钻杆和外钻杆同时安放到位，逐步通过螺纹连接。本实用新型的内钻杆系统能在外钻杆系统内旋转和相对纵向移动，钻孔施工完成后可以先抽出内钻杆系统，后抽出外钻杆系统，也可以同时抽出内钻杆系统和外钻杆系统。
23.本实用新型在煤层巷道掘进过程中进行瓦斯抽采钻孔施工过程与上述工作过程基本一致；在探放水钻孔施工过程中也与上述工艺基本一致，钻孔施工完成后可以先抽出内钻杆系统，外钻杆系统作为导水管滞留孔中，待探放水工作完成抽出外钻杆系统。
24.本实用新型能够施工直径200~300mm、孔深＞100m的本煤层钻孔，相对于目前类似功能的钻杆，其钻孔直径大、钻进距离较长、偏斜率小、成孔率高，可以取得高质量的钻孔效果，且工作效率较高，从而达到更好的瓦斯抽采效果，且综合成本较低。
25.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。