矿用双通道钻杆引流器的制作方法

1.本实用新型涉及一种矿用双通道钻杆引流器，属煤矿钻探机械装备技术领域。


背景技术：

2.瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要因素之一，通过钻孔抽采煤层瓦斯是煤矿治理瓦斯的主要方法。近些年，随着浅层煤矿资源的大规模开采，煤矿逐步向深部煤层、地质条件复杂区域煤层、三软煤层资源进行开发。这些区域的水文地质条件通常表现为：地应力大、煤体强度低、瓦斯压力高、瓦斯含量大、区域地质条件的高度复杂性和不确定性，为钻孔钻进工作带来了新的挑战。钻进排渣能力不足一直是深部煤层、地质条件复杂区域煤层、三软煤层开采钻进过程中遇到的主要问题。这一问题会进一步引起钻杆卡钻、抱钻、断钻的现象发生，严重影响钻进效率，提高钻进成本。
3.近些年，为解决钻杆排渣能力不足问题，许多研究者实用新型了形状各异的钻杆，包括：刻槽钻杆、三棱钻杆、双通道排渣钻杆和双通道多级推动排渣钻杆等。其中，2019年公布的“一种异型截面刻槽双通道多级推动排渣钻杆及使用方法，cn110792470a.”、“一种螺旋槽双通道多级推动排渣钻杆及使用方法，cn110821416a.”和“一种多棱双通道多级推动排渣钻杆及使用方法，cn110748304a.”这三类钻杆均属于双通道多级推动排渣钻杆，具有多级出流口推动排渣的效果，在理论上具有很强的排渣钻进排渣能力，适用于深部煤层、地质条件复杂区域煤层、三软煤层的钻进工作。但是，由于上述钻杆拥有双注流通道的独特设计，市场上的引流器（连接水管/气管与钻杆内部注气通道的装置，俗称钻杆水龙头或钻杆注水器。）均为单通道引流器，不能与之匹配，导致该类钻杆无法应用于煤矿生产。为使该类排渣能力优秀的双通道多级推动排渣钻杆能在实际生产中投入使用，迫切需要设计一种能为双通道多级推动排渣钻杆连接两个独立的水管/气管的双通道引流器。
4.所以，为使双通道多级推动排渣钻杆能在实际生产中投入使用，更好得解决钻进排渣能力不足问题，需要设计一种矿用双通道钻杆引流器。


技术实现要素：

5.本实用新型所解决现有引流器与双通道多级推动排渣钻杆不匹配的问题，结合现有引流器单通道引流的原理，提供矿用双通道钻杆引流器。
6.为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现：
7.矿用双通道钻杆引流器，其包括轴端注流装置、过渡装置、侧面注流装置、连接钻杆装置、轴端注流母口、侧面注流母口、通道卡件，其中轴端注流装置、过渡装置、侧面注流装置及连接钻杆装置间同轴分布，其中轴端注流装置通过通道卡件与过渡装置后端面连通，过渡装置前端面包覆在侧面注流装置后端面外并与侧面注流装置连通，侧面注流装置前端面另通过通道卡件与连接钻杆装置后端面连通，轴端注流装置和侧面注流装置侧表面均设一个注流口，注流口轴线与轴端注流装置、侧面注流装置轴线垂直分布并相交，轴端注流装置通过注流口与轴端注流母口连通并同轴分布，侧面注流装置通过注流口与侧面注流
母口连通并同轴分布,所述轴端注流母口、侧面注流母口上另均设至少两个插销插孔，且插销插孔对称分布在轴端注流母口、侧面注流母口轴线两侧，并与轴端注流母口、侧面注流母口轴线垂直分布。
8.进一步的，所述的通道卡件包括导流管、定位挡圈及密封环，其中所述导流管为与轴端注流装置同轴分布的空心管状机构，所述定位挡圈包覆在导流管外侧，与导流管同轴分布并位于导流管前半部外侧，所述密封环至少一个，包覆在定位挡圈外并与定位挡圈同轴分布。
9.进一步的，所述的轴端注流装置包括旋转台、轴端孔塞、前端内部注流通道，所述旋转台为轴向截面呈矩形的空心管状结构，其侧表面设一个与旋转台连通的注流口，内部设与其同轴分布的前端内部注流通道，且主流口与前端内部注流通道连通并垂直分布，所述轴端孔塞与旋转台后端面连接，并嵌于前端内部注流通道后端面内对前端内部注流通道后端面密封，所述前端内部注流通道前半部包覆在通道卡件导流管后半部外，与通道卡件连通并滑动连接，所述通道卡件前半部及定位挡圈均嵌于过渡装置内并与过渡装置连通，且所述过通道卡件的定位挡圈另与过渡装置内侧面相抵并滑动连接。
10.进一步的，所述的过渡装置包括基座、挡环、连接螺纹，所述基座前端面设与基座同轴分布的缓流槽，基座内设与其同轴分布的导向孔，所述导向孔与缓流槽连通，且基座通过导向孔包覆在通道卡件导流管外，通过通道卡件与轴端注流装置连通并同轴分布，所述缓流槽对应的基座槽壁内侧面设连接螺纹，且缓流槽前端面包覆在侧面注流装置后端面外并通过连接螺纹连接，缓流槽与侧面注流装置连通并与侧面注流装置后端面间共同构成轴向截面呈矩形的过渡室，且过渡室与侧面注流装置连通，所述挡环共两个，均为与过渡室同轴分布的闭合环状结构并嵌于过渡室内，其中一个挡环与通道卡件的定位挡圈前端面相抵，另一个挡环与连接钻杆装置后端面相抵。
11.进一步的，所述的侧面注流装置包括旋转体、橡胶密封圈，所述旋转体为轴向截面呈矩形的空心柱状结构，其内部设一个与旋转体同轴分布的导流腔，所述旋转体后端面外侧面设连接螺纹，并通过连接螺纹与过渡装置连通，所述旋转体后端面与过渡装置的缓流槽对应位置设轴向截面呈“匚”字形的缓流槽，且旋转体后端面的缓流槽与过渡装置的缓流槽连通并构成过渡室，所述橡胶密封圈至少一个，为与旋转体同轴分布的闭合环状结构，包覆在旋转体后端面外并嵌于旋转体与过渡装置连接接触面处，所述导流腔对应的旋转体侧壁设一个注流口，且注流口与导流腔垂直分布并相互连通，所述导流腔另包覆在连接钻杆装置后半部分外，与连接钻杆装置间同轴分布，所述连接钻杆装置后端面嵌于旋转体缓流槽内，并过渡装置的挡环相抵并滑动连接，且导流腔内径为连接钻杆装置后半部外径的1.5—3倍，所述导流腔前端面另通过通道卡件与连接钻杆装置连接，且所述通道卡件嵌于导流腔及连接钻杆装置内，与导流腔同轴分布并包覆在连接钻杆装置后半部分外侧。
12.进一步的，连接钻杆装置包括连接杆体、固定压环、固定卡环、后端内部通道卡件、后端内部注流通道、外部注流通道，所述连接杆体为空心管状结构，其内部设与其同轴分布的承载导流通道，其前半部外侧面设锥形连接面，所述锥形连接面上另设连接螺纹，所述后端内部通道卡件嵌于承载导流通道内，与承载导流通道间同轴分布，所述后端内部通道卡件包括引流管、定位环，所述引流管为与承载导流通道同轴分布的空心管状结构，其外径比承载导流通道及侧面注流装置的导流腔内径小至少5毫米，且承载导流通道及导流腔与引
流管外表面间构成外部注流通道，引流管管腔构成后端内部注流通道，且外部注流通道与侧面注流装置的注流口连通，所述定位环包覆在引流管后半部外，且定位环与引流管后端面均嵌于侧面注流装置的缓流槽内，且引流管后端面与过渡室连通，所述定位环前端面与过渡装置的挡环相抵并滑动连接，所述引流管前端面位于连接杆体前端面后方0至连接杆体长度的20%，且引流管前半部外表面另通过至少一个固定卡环与承载导流通道内侧面连接，所述连接杆体后端面设与承载导流通道同轴分布的定位槽，所述定位槽内另设一个与定位槽同轴分布的固定压环，所述定位槽包覆在通道卡件前端面外，与通道卡件前端面的定位挡圈相抵并滑动连接，且所述固定压环嵌于连接杆体的定位槽内，与定位挡圈相抵并滑动连接。
13.本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：本实用新型基于单通道引流器的注流原理，结合双通道多级推动排渣钻杆的独特构造，提供了矿用双通道钻杆引流器，实现两条高压流体管同时为双通道多级推动排渣钻杆供应流体的功能，使高排渣能力的双通道多级推动排渣钻杆具备在煤矿钻进作业中应用的基本条件。与双通道多级推动排渣钻杆结合使用，能极大的提高钻进过程中的排渣能力，降低了钻进时卡钻、抱钻和断钻的概率，提高钻孔成孔率、钻进深度、钻进效率和散热效果。适用于松软煤层、高应力煤层和复杂地质条件煤层的钻进，值得在煤矿企业推广使用。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图；
15.图2为本实用新型剖视结构示意图；
16.图3为通道卡件结构示意图；
17.图4为过渡装置结构示意图。
具体实施方式
18.根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。
19.如图1—4所示，矿用双通道钻杆引流器，其包括轴端注流装置1、过渡装置2、侧面注流装置3、连接钻杆装置4、轴端注流母口5、侧面注流母口6、通道卡件7，轴端注流装置1、过渡装置2、侧面注流装置3及连接钻杆装置4间同轴分布，其中轴端注流装置1通过通道卡件7与过渡装置2后端面连通，过渡装置2前端面包覆在侧面注流装置3后端面外并与侧面注流装置3连通，侧面注流装置3前端面另通过通道卡件7与连接钻杆装置4后端面连通，轴端注流装置1和侧面注流装置3侧表面均设一个注流口8，注流口8轴线与轴端注流装置1、侧面注流装置3轴线垂直分布并相交，轴端注流装置3通过注流口8与轴端注流母口6连通并同轴分布，侧面注流装置3通过注流口8与侧面注流母口6连通并同轴分布,所述轴端注流母口5、侧面注流母口6上另均设至少两个插销插孔9，且插销插孔9对称分布在轴端注流母口5、侧面注流母口6轴线两侧，并与轴端注流母口5、侧面注流母口6轴线垂直分布。
20.本实施例中，所述的通道卡件7包括导流管71、定位挡圈72及密封环73，其中所述导流管71为与轴端注流装置1同轴分布的空心管状机构，所述定位挡圈72包覆在导流管71
外侧，与导流管71同轴分布并位于导流管71前半部外侧，所述密封环73至少一个，包覆在定位挡圈72外并与定位挡圈72同轴分布。
21.本新型通过设置的通道卡件，一方面通过导流管71实现轴端注流装置1、过渡装置2、侧面注流装置3、连接钻杆装置4之间连通，并通过定位挡圈72及密封环73对连接作业面进行密封防护，另一方面实现完成轴端注流装置1、过渡装置2、侧面注流装置3、连接钻杆装置4连通后，轴端注流装置1、过渡装置2、侧面注流装置3、连接钻杆装置4间均可进行0
°
—360
°
范围内旋转，从而根据现场使用环境灵活调整轴端注流装置1、过渡装置2、侧面注流装置3、连接钻杆装置4工作位置，满足实际使用需要。
22.本实施例中，所述的轴端注流装置1包括旋转台101、轴端孔塞102、前端内部注流通道103，所述旋转台101为轴向截面呈矩形的空心管状结构，其侧表面设一个与旋转台101连通的注流口8，内部设与其同轴分布的前端内部注流通道103，且主流口8与前端内部注流通道103连通并垂直分布，所述轴端孔塞102与旋转台101后端面连接，并嵌于前端内部注流通道103后端面内对前端内部注流通道103后端面密封，所述前端内部注流通道103前半部包覆在通道卡件7导流管的71后半部外，与通道卡件7连通并滑动连接，所述通道卡件7前半部及定位挡圈72均嵌于过渡装置2内并与过渡装置2连通，且所述过通道卡件7的定位挡圈72另与过渡装置2内侧面相抵并滑动连接。
23.其中，所述的过渡装置2包括基座21、挡环22、连接螺纹23，所述基座21前端面设与基座同轴分布的缓流槽24，基座21内设与其同轴分布的导向孔25，所述导向孔25与缓流槽24连通，且基座21通过导向孔25包覆在通道卡件7的导流管71外，通过通道卡件7与轴端注流装置1连通并同轴分布，所述缓流槽24对应的基座1槽壁内侧面设连接螺纹23，且缓流槽24前端面包覆在侧面注流装置3后端面外并通过连接螺纹23连接，缓流槽24与侧面注流装置3连通并与侧面注流装置3后端面间共同构成轴向截面呈矩形的过渡室10，且过渡室10与侧面注流装置3连通，所述挡环22共两个，均为与过渡室10同轴分布的闭合环状结构并嵌于过渡室10内，其中一个挡环22与通道卡件7的定位挡圈72前端面相抵，另一个挡环22与连接钻杆装置4后端面相抵。
24.同时，所述的侧面注流装置3包括旋转体31、橡胶密封圈32，所述旋转体31为轴向截面呈矩形的空心柱状结构，其内部设一个与旋转体31同轴分布的导流腔33，所述旋转体31后端面外侧面设连接螺纹23，并通过连接螺纹23与过渡装置2连通，所述旋转体31后端面与过渡装置2的缓流槽24对应位置设轴向截面呈“匚”字形的缓流槽24，且旋转体31后端面的缓流槽24与过渡装置2的缓流槽24连通并构成过渡室10，所述橡胶密封圈32至少一个，为与旋转体31同轴分布的闭合环状结构，包覆在旋转体后端31面外并嵌于旋转体31与过渡装置2连接接触面处，所述导流腔33对应的旋转体31侧壁设一个注流口8，且注流口8与导流腔33垂直分布并相互连通，所述导流腔8另包覆在连接钻杆装置4后半部分外，与连接钻杆装置4间同轴分布，所述连接钻杆装置4后端面嵌于旋转体31的缓流槽24内，并过渡装置2的挡环22相抵并滑动连接，且导流腔33内径为连接钻杆装置4后半部外径的1.5—3倍，所述导流腔33前端面另通过通道卡件7与连接钻杆装置4连接，且所述通道卡件7嵌于导流腔33及连接钻杆装置4内，与导流腔33同轴分布并包覆在连接钻杆装置4后半部分外侧。
25.重点说明的，连接钻杆装置4包括连接杆体41、固定压环42、固定卡环43、后端内部通道卡件44、后端内部注流通道45、外部注流通道46，所述连接杆体41为空心管状结构，其
内部设与其同轴分布的承载导流通道47，其前半部外侧面设锥形连接面48，所述锥形连接面48上另设连接螺纹23，所述后端内部通道卡件44嵌于承载导流通道47内，与承载导流通道47间同轴分布，所述后端内部通道卡件44包括引流管441、定位环442，所述引流管441为与承载导流通道47同轴分布的空心管状结构，其外径比承载导流通道47及侧面注流装置3的导流腔33内径小至少5毫米，且承载导流通道47及导流腔33与引流管441外表面间构成外部注流通道46，引流管441管腔构成后端内部注流通道45，且外部注流通道46与侧面注流装置3的注流口8连通，所述定位环442包覆在引流管441后半部外，且定位环442与引流管441后端面均嵌于侧面注流装置3的缓流槽24内，且引流管441后端面与过渡室10连通，所述定位环442前端面与过渡装置2的挡环22相抵并滑动连接，所述引流管441前端面位于连接杆体41前端面后方0至连接杆体441长度的20%，且引流管441前半部外表面另通过至少一个固定卡环43与承载导流通道47内侧面连接，所述连接杆体41后端面设与承载导流通道47同轴分布的定位槽49，所述定位槽49内另设一个与定位槽49同轴分布的固定压环42，所述定位槽49包覆在通道卡件7前端面外，与通道卡件7前端面的定位挡圈72相抵并滑动连接，且所述固定压环42嵌于连接杆体41的定位槽49内，与定位挡圈72相抵并滑动连接。
26.其中，缓流槽24及缓流槽24构成的过渡室10，一方面为过渡装置2、侧面注流装置3连接作业面提供充足的形变调节空间，提高过渡装置2、侧面注流装置3连接作业的便捷性，并有效提高本新型受力拉伸时抗形变能力，进而有效提高密封能力和抗损能力；另一方面可对导通的液体介质进行缓存，可一定程度起到平衡输送液体介质压力，并对输送液体介质中夹杂的气泡进行消除，从而提高液体介质导流供给稳定性的效果。
27.本新型在具体实施中，按照以下步骤操作实施，以满足钻孔作业的需要，具体步骤为：
28.s1，设备组装，首先根据使用需要，对轴端注流装置、侧面注流装置、过渡装置和连接钻杆装置进行组装，完成引流器的装配，然后根据钻探作业需要，将引流器与两个外部高压流体管（水管或风管）和双通道钻杆相连；然后，将带有钻头的双通道钻杆装配在钻机上的指定位置，并将引流器的钻杆连接装置通过锥形连接面的连接螺纹与钻杆尾部的母口螺纹相连，最后将两个外部高压流体（水管或风管）管头分别与轴端注流母口和侧面注流母口连通，从而完成引流器的装配；
29.s2，钻探作业，完成s1步骤后，即可进行钻探作业；在钻探作业时，由钻机驱动杆体驱动钻头旋转进行钻探作业，外部高压流体供给系统的高压液体一部分通过与轴端注流母口相连的高压流体管、前端内部注流通道、过渡室、后端内部注流通道及双通道钻杆的内部通道和钻头的流体喷射口进入钻孔底部，流体携带钻头钻进产生的钻渣沿排渣通道（钻杆外壁与钻孔内壁形成的排渣通道）排出孔外；另一部分通过侧面注流母口相连的高压流体管、侧面注流装置的注流孔、外部注流通道、双通道钻杆的外部注流通道和钻杆的多级射流孔推动流经排渣通道（钻杆外壁与钻孔内壁形成的排渣通道）的流渣混合物排出排出孔外。
30.本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：本实用新型基于单通道引流器的注流原理，结合双通道多级推动排渣钻杆的独特构造，提供了矿用双通道钻杆引流器，实现两条高压流体管同时为双通道多级推动排渣钻杆供应流体的功能，使高排渣能力的双通道多级推动排渣钻杆具备在煤矿钻进作业中应用的基本条件。本实用新型与双通道多级推动排渣钻杆结合使用，能极大的提高钻进过程中的排渣能力，降低了钻进时卡钻、抱钻和断
钻的概率，提高钻孔成孔率、钻进深度、钻进效率和散热效果。适用于松软煤层、高应力煤层和复杂地质条件煤层的钻进，值得在煤矿企业推广使用。
31.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。