双向刮刀钻头的制作方法

1.本发明涉及煤矿综采的技术领域，更具体地，涉及一种双向刮刀钻头。


背景技术：

2.随着煤矿综采技术的不断完善，工作面推进速度日益加快，对高瓦斯矿井瓦斯治理提出了越来越高的要求。
3.现有技术中，通过采用钻巷机打一条超大直径钻孔，在钻孔内插入大直径抽采管路的“以孔代巷”技术，逐渐得到越来越多人的认可，大直径钻孔“以孔代巷”技术不仅大大减小投资、易于后期管理，且能显著提高采煤工作面瓦斯抽采效果。
4.但大直径钻孔因施工钻孔孔径较大，在施工过程中很容易发生塌孔卡钻现象，一旦钻具钻头被较大炭块卡住，就无法进行退钻，导致丢钻。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.为此，本发明的实施例提出一种双向刮刀钻，该双向刮刀钻在钻进过程中一旦孔内塌孔，能够利用第一斜面上的切削件进行反向切割，对钻头后方的煤岩体进行切削，实现钻杆的脱困。
7.根据本发明实施例的双向刮刀钻头包括：芯管；刮刀组件，所述刮刀组件包括多个刀翼和多个切削件，多个所述刀翼沿所述芯管的周向间隔的设在所述芯管上，所述刀翼的横截面大体为三角形，所述刀翼具有第一斜面和第二斜面，所述切削件设在所述第一斜面和所述第二斜面上。
8.根据本发明实施例的双向刮刀钻头通过设置三角形的刀翼，且在三角形的刀翼的第一斜面和第二斜面上均设置多个切削件，钻孔施工时，钻进时第二斜面上的多个切削件对煤体进行切削。当钻孔孔内塌孔时，大量的煤岩堵住双向刮刀钻头的排渣空间导致正向钻进困难，此时可以通过向后反向旋转，利用第一斜面上的多个切削件的双向切割作用，将双向刮刀钻头后方的煤岩体切削搅碎，实现钻杆的脱困。
9.在一些实施例中，所述刀翼还具有第一平面，所述第一斜面的一端和所述芯管相连，所述第一斜面的另一端和所述第一平面的一端相连，所述第一平面的另一端和所述第二斜面的一端相连，所述第二斜面的另一端和所述芯管相连。
10.在一些实施例中，所述切削件设在所述第一平面上。
11.在一些实施例中，所述切削件包括第一切削件和第二切削件，所述第一切削件大体为子弹形，所述第一切削件设在所述第一斜面和所述第一平面上，所述第二切削件大体为圆片形，所述第二切削件设在所述第二斜面上。
12.在一些实施例中，所述第一斜面的坡度大于所述第二斜面的坡度。
13.在一些实施例中，所述的双向刮刀钻头还包括多个加强件，多个所述加强件一一对应的设在相邻所述刀翼之间。
14.在一些实施例中，所述加强件为弧形，沿所述芯管的周向多个所述加强件的圆心重合在一起。
15.在一些实施例中，沿所述芯管的长度方向，多个所述加强件分为多组，每组加强件中的多个所述加强件一一对应的设在相邻所述刀翼之间。
16.在一些实施例中，所述芯管上设有多个通孔，多个所述通孔位于相邻所述刀翼之间。
17.在一些实施例中，所述的双向刮刀钻头还包括第一接头和第二接头，所述第一接头设在所述芯管的前进端，所述第二接头设在所述芯管的后退端。
18.在一些实施例中，所述的双向刮刀钻头还包括第一导向杆和第二导向杆，所述第一导向杆通过丝扣连接与所述第一接头相连，所述第二导向杆通过内八方扣插接与所述第二接头相连。
附图说明
19.图1是根据本发明实施例的双向刮刀钻头的剖视图。
20.图2是根据本发明实施例的双向刮刀钻头的左视图。
21.图3是根据本发明实施例的双向刮刀钻头的右视图。
22.附图标记：
23.双向刮刀钻头100，芯管1，通孔11，刮刀组件2，刀翼21，第一斜面211，第二斜面212，第一平面213，切削件22，第一切削件221，第二切削件222，加强件3，第一接头41，第二接头42。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.如图1
‑
图3所示，根据本发明实施例的双向刮刀钻头100包括芯管1和刮刀组件2。
26.刮刀组件2包括多个刀翼21和多个切削件22。多个刀翼21沿芯管1的周向间隔的设在芯管1上，刀翼21的横截面大体为三角形，刀翼21具有第一斜面211和第二斜面212，切削件22设在第一斜面211和第二斜面212上。
27.具体地，刀翼21大体为三角形平板，刀翼21的最长边与芯管1的外周面固定连接以随芯管1一同旋转。刀翼21还包括第一斜面211和第二斜面212，其中，沿第一斜面211的长度方向设有多个切削件22，沿第二斜面212的长度方向设有多个切削件22。
28.根据本发明实施例的双向刮刀钻头100通过设置三角形的刀翼21，且在三角形的刀翼21的第一斜面211和第二斜面212上均设置多个切削件22，钻孔施工时，钻进时第二斜面212上的多个切削件22对煤体进行切削。当钻孔孔内塌孔时，大量的煤岩堵住双向刮刀钻头100的排渣空间导致正向钻进困难，此时可以通过向后反向旋转，利用第一斜面211上的多个切削件22的双向切割作用，将双向刮刀钻头100后方的煤岩体切削搅碎，实现钻杆的脱困。
29.在一些实施例中，如图1所示，刀翼21还具有第一平面213，第一斜面211的一端(例如图1中第一斜面211的左端)和芯管1相连，第一斜面211的另一端(例如图1中第一斜面211
的右端)和第一平面213的一端(例如图1中第一平面213的左端)相连，第一平面213的另一端(例如图1中第一平面213的右端)和第二斜面212的一端(例如图1中第二斜面212的左端)相连，第二斜面212的另一端(例如图1中第二斜面212的右端)和芯管1相连。
30.具体地，如图1所示，刀翼21顶端具有第一平面213，第一平面213用于连接第一斜面211和第二斜面212，减少了第一斜面211和第二斜面212之间的应力冲突，使得双向刮刀钻头100在钻进过程中提高刀翼21的稳定性。
31.在一些实施例中，如图1所示，切削件22设在第一平面213上。由此，进一步地提高了刀翼21在钻进过程中的切削效果。
32.在一些实施例中，如图1所示，切削件22包括第一切削件221和第二切削件222，第一切削件221大体为子弹形，第一切削件221设在第一斜面211和第一平面213上，第二切削件222大体为圆片形，第二切削件222设在第二斜面212上。
33.可以理解的是，第二切削件222为金刚石复合片，且第二切削件222大体为圆片形使其具有更好的搅碎煤岩体的作用，以实现钻进过程中钻头切削下的煤岩体颗粒较小且均匀的功能，防止孔内大块煤岩的出现，从源头上减少孔内大块煤岩体卡钻的问题。
34.第一切削件221为本领域技术人员所公知的圆头合金，当发生塌孔时，第一切削件221可进行反向切割，利用第一切削件221对钻头后方的煤岩体进行切削，进一步防止大块煤岩体卡死钻头。
35.在一些实施例中，如图1所示，第一斜面211的坡度大于第二斜面212的坡度。由此，使得双向刮刀钻头100的钻进端更容易钻进，当钻头后方的煤岩体发生塌孔时，双向刮刀钻头100的第一斜面211上的第一切削件221更容易进行反向切割。
36.在一些实施例中，如图1
‑
图3所示，双向刮刀钻头100还包括多个加强件3，多个加强件3一一对应的设在相邻刀翼21之间。
37.具体地，如图1
‑
图3所示，每个加强件3设在相邻的两个刀翼21之间，加强件3用于连接相邻的两个刀翼21，以使双向刮刀钻头100的结构更稳定。
38.可以理解的是，因大直径钻机扭矩较大，成孔直径也大，在钻进时需承受的作用力也较大，为防止在旋转钻进过程中刀翼21受力过大而变形甚至折断，可将加强件3焊接在相邻刀翼21之间，使多个刀翼21成为一个整体，进一步增强双向刮刀钻头100的强度和稳固性。
39.在一些实施例中，如图1
‑
图3所示，加强件3为弧形，沿芯管1的周向多个加强件3的圆心重合在一起。由此，使得双向刮刀钻头100中各个加强件3的受力更均匀、更合理，进一步地增强双向刮刀钻头100的强度和稳固性。
40.在一些实施例中，如图1所示，沿芯管1的长度方向，多个加强件3分为多组，每组加强件3中的多个加强件3一一对应的设在相邻刀翼21之间。
41.具体地，本发明的双向刮刀钻头100共有6个刀翼21和10个加强件3，10个加强件3可平分成两组，一组加强件3设在刀翼21的左侧部，另一组加强件3设在刀翼21的右侧部，由此，本发明通过两组加强件3进一步地增强双向刮刀钻头100的强度和稳固性。
42.在一些实施例中，如图1所示，芯管1上设有多个通孔11，多个通孔11位于相邻刀翼21之间。
43.可以理解的是，通孔11设置于相邻刀翼21之间的芯管1上，通孔11与芯管1内部导
通，在钻孔塌孔卡死钻杆的情况下，可以在芯管1内部供高压水，高压水通过通孔11冲出。本发明通过切削件22和水力排渣相配合得方式进行卡钻处理，有效地提高卡钻事故处理成功率，减小钻具损失。
44.在一些实施例中，如图1所示，双向刮刀钻头100还包括第一接头41和第二接头42，第一接头41设在芯管1的前进端，第二接头42设在芯管1的后退端。
45.可以理解的是，第一接头41焊接于芯管1的右端，根据大直径钻孔成孔工艺以便与前方小直径导向钻杆相连。第二接头42焊接于芯管1的左端，第二接头42与后方的大直径钻杆连接。
46.在一些实施例中，双向刮刀钻头100还包括第一导向杆(未示出)和第二导向杆(未示出)，第一导向杆通过丝扣连接与第一接头41相连，第二导向杆通过内八方扣插接与第二接头42相连。由此，进一步地提高了第一导向杆与第一接头41之间、第二导向杆与第二接头42之间连接的稳定性和一致性。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
48.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。