一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種井下破碎或松軟煤巖鉆進過程中下套管護孔裝置，尤其涉及一種一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭。
【背景技術】
[0002]現有研宄表明:在對破碎或者松軟煤層進行鉆孔時，煤的暴露面積大量增加，大量吸附瓦斯從微孔隙中解析出來進入大孔隙和裂縫中，與游離瓦斯匯集在一起從孔壁周圍暴露表面釋放出來；同時由于孔壁周圍各類孔隙空間連通，煤層中瓦斯貯存的大量能量將迅速發散，在壓力梯度的作用下流向鉆孔，且松軟煤層彈性模量較低、泊松比較高、脆性大、易破碎，使成孔孔徑變小、塌孔，瓦斯通道變小、堵塞等。采用濕式鉆孔時，水在排渣的同時，對煤層物理性質和力學性質影響較大。其原因主要是煤的水化作用，即物理弱化作用和力學作用。煤塊浸水后，水沿裂隙、孔隙進入煤中，潤濕煤塊全部自由面上的每個顆粒；由于水分子的侵入，削弱了顆粒間的聯系，使得煤的力學性質變差。同時當水進入到煤體孔隙、裂隙時會產生壓力，使煤體彈性屈服極限降低，易于產生塑性變形同；時還會降低煤體的抗剪強度，使其易于發生剪切破壞，導致其強度降低。表現為松軟煤層易發生“泥化”，失去支撐力。在地應力的作用下，發生坍塌、掉塊等現象。由于鉆孔垮塌后封堵了瓦斯流動的通道，大大影響煤層瓦斯的有效抽放，因此我國軟煤層瓦斯抽放鉆孔通常花管作為套管進行護孔，以增加瓦斯的抽采效果。但是由于破碎或松軟煤層成孔后塌孔速度較快，往往導致套管無法下入設計深度，從而大大影響了通過下套管護孔來增加鉆孔瓦斯抽放的效果。現有的技術從鉆桿和鉆頭內插入護孔套管，大大提高了軟煤層下套管護孔的效率。但是由于現有的下套管鉆頭的中部鉆頭體主要依靠摩擦力控制閉合和啟開，穩定差，中部鉆頭體極易在打鉆過程中被風壓或水壓頂出，導致中部鉆頭體在鉆進過程中被折斷和脫離。
【發明內容】
[0003]針對現有技術中存在的不足，本實用新型提供了一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，其結構簡單、維護方便、制造成本低且可靠耐用。
[0004]具體技術方案為:一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體，外部鉆頭體上端設置有外部鉆刀支架和內部鉆頭體，外部鉆刀支架上設置有沿外部鉆刀支架周向均勻分布的外部鉆刀合金片，內部鉆頭體一端與外部鉆頭體鉸接，內部鉆頭體另一端通過外部鉆頭體內側面上的擋塊與外部鉆頭體連接，所述內部鉆頭體下方設置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性元件、鎖栓和固定栓，彈性元件一端與內部鉆頭體固定連接，另一端與鎖栓連接，內部鉆頭體在彈性元件上方設置有凹槽，鎖栓滑動設置于內部鉆頭體下方，固定栓右端端固定設置于外部鉆頭體上，鎖栓右端位于固定栓左端的正下方。
[0005]所述內部鉆頭體下方設置有彈性元件固定支座和鎖栓套，彈性元件一端與彈性元件固定支座連接，另一端與鎖栓連接，鎖栓滑動設置于鎖栓套內。
[0006]所述彈性元件為彈簧或彈性鋼片。
[0007]所述鎖栓右端下側面為向右上方傾斜的光滑斜面。
[0008]所述內部鉆頭體一端通過轉軸與外部鉆頭體轉動連接。
[0009]本實用新型內部鉆頭體可以繞轉軸轉動，當鎖栓右端轉動至固定栓左端上側面時，由于鎖栓右端下側面為向右上方傾斜的光滑斜面，鎖栓在鎖栓套內向左運動，當鎖栓繞過固定栓之后鎖栓在彈性元件的作用下向右運動至固定栓下方，此時內部鉆頭體在擋塊和鎖栓的共同作用下其位置被限定，進入閉鎖狀態，在軟煤層打鉆時鎖栓處于閉鎖狀態，當軟煤層打鉆結束后從鉆桿和鉆頭內部插入護孔套管時，套管前端的錐形套管帽向上頂壓彈性元件中部，使彈性元件中部向凹槽內運動，同時彈性元件帶動鎖栓在鎖栓套內滑動使鎖栓向左運動，內部鉆頭體解除閉鎖狀態，內部鉆頭體繞轉軸旋轉至直立位置，套管從外部鉆頭體中部出過，從而實現從鉆桿和鉆頭內部下護孔套管。
[0010]本實用新型結構簡單，使用方便，可推廣性強。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0012]圖2為圖1中A-A向剖視圖；
[0013]圖3為本實用新型非閉鎖狀態結構示意圖；
[0014]圖4為本實用新型鎖式裝置結構示意圖；
[0015]圖5為圖4仰視圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體1，外部鉆頭體I上端設置有外部鉆刀支架2和內部鉆頭體3，外部鉆刀支架2上設置有沿外部鉆刀支架2周向均勻分布的外部鉆刀合金片4，內部鉆頭體3左端通過轉軸12與外部鉆頭體I轉動連接，內部鉆頭體3右端通過外部鉆頭體I內側面上的擋塊5與外部鉆頭體I連接，當內部鉆頭體3右端轉動至擋塊5時停止繼續向下轉動，內部鉆頭體3下方設置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性元件6、鎖栓7和固定栓8，彈性元件6 —端與內部鉆頭體3固定連接，另一端與鎖栓7連接，彈性元件6為彈簧或彈性鋼片，內部鉆頭體3在彈性元件6上方設置有凹槽9，鎖栓7滑動設置于內部鉆頭體3下方，鎖栓7右端下側面為向右上方傾斜的光滑斜面，固定栓8右端端固定設置于外部鉆頭體I上，鎖栓7右端位于固定栓8左端的正下方。
[0017]所述內部鉆頭體3下方設置有彈性元件固定支座10和鎖栓套11，彈性元件6 —端與彈性元件固定支座10連接，另一端與鎖栓7連接，鎖栓7滑動設置于鎖栓套11內。
[0018]本實用新型內部鉆頭體3可以繞轉軸12轉動，當鎖栓7右端轉動至固定栓8左端上側面時，由于鎖栓7右端下側面為向右上方傾斜的光滑斜面，鎖栓7在鎖栓套11內向左運動，當鎖栓7繞過固定栓8之后鎖栓7在彈性元件6的作用下向右運動至固定栓8下方，此時內部鉆頭體3在擋塊5和鎖栓7的共同作用下其位置被限定，進入閉鎖狀態，在軟煤層打鉆時鎖栓7處于閉鎖狀態，當軟煤層打鉆結束后從鉆桿和鉆頭內部插入護孔套管時，套管前端的錐形套管帽向上頂壓彈性元件6中部，使彈性元件6中部向凹槽9內運動，同時彈性元件6帶動鎖栓7在鎖栓套11內滑動使鎖栓7向左運動，內部鉆頭體3解除閉鎖狀態，內部鉆頭體3繞轉軸12旋轉至直立位置，套管從外部鉆頭體I中部出過，從而實現從鉆桿和鉆頭內部下護孔套管。
【主權項】
1.一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體，外部鉆頭體上端設置有外部鉆刀支架和內部鉆頭體，外部鉆刀支架上設置有沿外部鉆刀支架周向均勻分布的外部鉆刀合金片，內部鉆頭體一端與外部鉆頭體鉸接，內部鉆頭體另一端通過外部鉆頭體內側面上的擋塊與外部鉆頭體連接，其特征在于:所述內部鉆頭體下方設置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性元件、鎖栓和固定栓，彈性元件一端與內部鉆頭體固定連接，另一端與鎖栓連接，內部鉆頭體在彈性元件上方設置有凹槽，鎖栓滑動設置于內部鉆頭體下方，固定栓右端固定設置于外部鉆頭體上，鎖栓右端位于固定栓左端的正下方。
2.如權利要求1所述的一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，其特征在于:所述內部鉆頭體下方設置有彈性元件固定支座和鎖栓套，彈性元件一端與彈性元件固定支座連接，另一端與鎖栓連接，鎖栓滑動設置于鎖栓套內。
3.如權利要求1或2所述的一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，其特征在于:所述彈性元件為彈簧或彈性鋼片。
4.如權利要求1所述的一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，其特征在于:所述鎖栓右端下側面為向右上方傾斜的光滑斜面。
5.如權利要求1所述的一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，其特征在于:所述內部鉆頭體一端通過轉軸與外部鉆頭體轉動連接。
【專利摘要】一種軟煤層下套管鎖式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體，外部鉆頭體上端設置有外部鉆刀支架和內部鉆頭體，外部鉆刀支架上設置有沿外部鉆刀支架周向均勻分布的外部鉆刀合金片，內部鉆頭體一端與外部鉆頭體鉸接，內部鉆頭體另一端通過外部鉆頭體內側面上的擋塊與外部鉆頭體連接，所述內部鉆頭體下方設置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性元件、鎖栓和固定栓，彈性元件一端與內部鉆頭體固定連接，另一端與鎖栓連接，內部鉆頭體在彈性元件上方設置有凹槽，鎖栓滑動設置于內部鉆頭體下方，固定栓右端固定設置于外部鉆頭體上，鎖栓右端位于固定栓左端的正下方。
【IPC分類】E21B10-62
【公開號】CN204609784
【申請號】CN201520241916
【發明人】李定啟
【申請人】李定啟
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月21日