一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器的制作方法

本發明涉及一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔裝置，特別是涉及一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器。

背景技術：

煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器，是煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風雙進反循環鉆進工藝的配套鉆具之一，與配套鉆頭共同組成孔底鉆具，不能單獨使用。目前現有的地質鉆探反循環內旋射器，在鉆進時隨著鉆孔對象和鉆孔傾角發生變化，鉆屑從中心通道返出孔口的受力狀態將發生變化。內環空進入的小部分壓風攜帶鉆屑沒有進入中心通道，而是逆向進入孔壁與鉆具間的外環空，鉆屑沉淀在孔壁，導致摩擦阻力逐漸增大，因此現有的地質鉆探反循環內旋射器不適用于順煤層瓦斯抽采鉆孔反循環鉆進。

因此本領域技術人員致力于開發一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器，能避免鉆屑逆向進入外環空，鉆屑沉淀在孔壁等問題，降低孔壁摩擦阻力，大大提高鉆屑返排的效率。

技術實現要素：

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器，能避免鉆屑逆向進入外環空，鉆屑沉淀在孔壁等問題，降低孔壁摩擦阻力，大大提高鉆屑返排的效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器，包括外管、內管，所述內管固定于所述外管內形成內環空和中心通道；所述內管環周設置有旋射孔。

所述內管環周設置有至少1組旋射孔，每組所述旋射孔數量為3~5個，所述旋射孔孔徑為5~8mm；所述旋射孔軸線斜向鉆孔外成25°~45°；所述旋射孔軸線偏離所述內管軸線10°~11°，工作時，多個旋射孔隨鉆桿不斷旋轉，氣流在中心通道內形成快速旋轉向鉆孔外渦流，中心管道內一直處于負壓狀態，在負壓作用下，孔底壓力降低，對周圍流體產生十分強勁的抽吸力。

所述外管包括外管公接頭、外管體、外管母接頭；所述內管包括內管公接頭、內管桿體、內管母接頭。

所述外管公接頭、所述外管體與外管母接頭一體成型；所述內管公接頭、所述內管桿體與所述內管母接頭通過焊接在一起形成所述內管；所述外管母接頭端內設置有內卡臺，所述內管公接頭端設置有與所述內卡臺徑相匹配的環形定位支撐塊；所述內管由所述環形定位支撐塊支撐固定于所述外管內；所述內管公接頭上設置有2道o型密封圈。

連接時，所述外管公接頭與配套的階梯式反循環三翼刮刀鉆頭外管母接頭通過螺紋連接，所述外管母接頭與配套的反循環雙壁鉆桿公接頭通過螺紋連接，保證傳遞扭矩和軸向壓力；所述內管母接頭與配套的階梯式反循環三翼刮刀鉆頭內管公接頭插接相連，所述內管公接頭與配套的反循環雙壁鉆桿內管母接頭插接相連，形成輸送攜帶鉆屑沖洗介質的通道。

本發明的有益效果是：本發明能避免鉆屑逆向進入外環空，鉆屑沉淀在孔壁等問題，降低孔壁摩擦阻力，大大提高鉆屑返排的效率，同時孔內煤層可能釋放的高壓瓦斯也能經配套鉆具的中心通道向孔外順利泄出，減少發生噴孔的可能性。

附圖說明

圖1是本發明一具體實施方式的結構示意圖。

圖2是圖1中a-a截面剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

如圖1和圖2所示，一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器，包括外管1、內管2，內管2固定于外管1內形成內環空3和中心通道4，內管2的環周設置有旋射孔5。

內管2的環周設置有至少1組旋射孔5，每組旋射孔5數量為3~5個，旋射孔5孔徑為5~8mm；旋射孔5軸線斜向鉆孔外成25°~45°，旋射孔5軸線偏離內管2軸線10°~11°，這種角度的結構設計符合流體力學原理，能使壓風氣流在中心通道內形成快速旋轉的渦流，使中心通道內呈負壓狀態。

外管1包括外管公接頭11、外管體12、外管母接頭13，內管2包括內管公接頭21、內管桿體22、內管母接頭23。

外管公接頭11、外管體12與外管母接頭13一體成型；內管公接頭21、內管桿體22與內管母接頭23通過焊接在一起形成內管2，外管母接頭13端內設置有內卡臺6，內管公接頭12一端設置有與內卡臺6徑相匹配的環形定位支撐塊7，內管2由環形定位支撐塊7支撐固定于外管內1，內管公接頭21上設置有2道o型密封圈8，確保內管公接頭21與配套的鉆桿連接處的密封性。

連接時，外管公接頭11與配套的階梯式反循環三翼刮刀鉆頭外管母接頭通過螺紋連接，外管母接頭13與配套的反循環雙壁鉆桿公接頭通過螺紋連接，保證傳遞扭矩和軸向壓力；內管母接頭13與配套的階梯式反循環三翼刮刀鉆頭內管公接頭插接相連，內管公接頭11與配套的反循環雙壁鉆桿內管母接頭插接相連，形成輸送攜帶鉆屑沖洗介質的通道。

優選地，與外管公接頭11、內管母接頭23連接的配套鉆頭選用河間市環宇石油機械有限公司生產的hyd51/2″型階梯式反循環三翼刮刀鉆頭。

優選地，與外管母接頭13、內管公接頭21連接的配套鉆桿選用廊坊百威鉆具制造有限公司生產的wk76型反循環雙壁鉆桿。

工作原理，反循環鉆進時，由于鉆孔內體壓力差的作用，內環空壓風氣流經內旋射器分兩股，一股沿旋射孔進入中心通道內。多個旋射孔隨配套鉆桿不斷旋轉，氣流在中心通道內形成快速旋轉向鉆孔外渦流，從孔底到旋射孔氣流匯聚部位，中心通道內一直為負壓。在中心通道負壓作用下，孔底部壓力降低，對周圍流體產生十分強勁抽吸力。另一股壓風經過配套的階梯式反循環三翼刮刀鉆頭底導流孔及擴壓槽射出，氣流在階梯式反循環三翼刮刀鉆頭階梯形唇面、孔底，產生折射力和反射力。階梯式反循環三翼刮刀鉆頭唇面為左螺旋形導流槽，方向與正常鉆進時鉆機的旋轉方向相反，在鉆進時形成向孔底方向推送的力。孔底攜帶有鉆屑的氣體，在反循環內旋射器抽吸力，內環空氣流孔底反射力，外環空壓風吹掃力，鉆頭左旋螺旋導流槽推送力共同作用下，很容易進入鉆頭中心通道內，高效地返出孔外，形成反循環。，并冷卻了鉆具，同時孔內煤層可能釋放的高壓瓦斯也將經配套的反循環雙壁鉆桿的中心通道向孔外順利排出，減少發生噴孔的可能性。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔壓風反循環內旋射器，包括外管（1）、內管（2），所述內管（2）固定于所述外管（1）內形成內環空（3）和中心通道（4）；所述內管（2）環周設置有旋射孔（5）。本發明能避免鉆屑逆向進入外環空，鉆屑沉淀在孔壁等問題，降低孔壁摩擦阻力，大大提高鉆屑返排的效率，同時孔內煤層可能釋放的高壓瓦斯也能經配套鉆具的中心通道向孔外順利泄出，減少發生噴孔的可能性。

技術研發人員：郝杰;童小暢;滿向杰;魯沖;帥宇;劉朋遠
受保護的技術使用者：重慶泛嘉晟禾工程技術檢測有限公司
技術研發日：2017.05.27
技術公布日：2017.08.11