阅读说明：本技术 一种复合型扩孔钻头 (Compound type reaming bit ) 是由 李辉 魏建平 刘勇 王登科 温志辉 徐向宇 张健 司磊磊 李波 张宏图 姚邦华 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及煤矿钻孔技术领域的一种复合型扩孔钻头,包括钻头本体,钻头本体内设有高压水道,高压水道与钻杆内的高压水源相连通,钻头本体的外圆面上沿轴向间隔设有多道柔性扩孔件,柔性扩孔件包括水胀式扩孔件和非水胀式扩孔件,水胀式扩孔件和非水胀式扩孔件在钻头本体上交错设置或分区设置,水胀式扩孔件一端连接在钻头本体上,另一端为自由端,且水胀式扩孔件内穿设有高压软管,高压软管一端与高压水道相连通,另一端设有高压喷头或堵板；非水胀式扩孔件呈环形连接在钻头本体上,且非水胀式扩孔件与钻头本体的外圆面之间留设有甩动间隙。本装置不易卡涩,退钻方便,使用寿命长,扩孔效率高,且有助于降低扩孔成本。(The invention relates to a composite type hole expanding drill bit in the technical field of coal mine drilling, which comprises a drill bit body, wherein a high-pressure water channel is arranged in the drill bit body and is communicated with a high-pressure water source in a drill rod; the non-water-swelling type reaming piece is connected to the drill bit body in an annular mode, and a swing gap is reserved between the non-water-swelling type reaming piece and the outer circular surface of the drill bit body. The device is not easy to jam, convenient to withdraw the drill, long in service life, high in reaming efficiency and beneficial to reducing the reaming cost.)

一种复合型扩孔钻头

技术领域

本发明属于煤矿钻孔技术领域，具体地，涉及一种复合型扩孔钻头。

背景技术

煤矿采集前，需要钻孔抽采瓦斯，钻孔时需要从岩石层向煤层钻孔，为节省钻孔成本并增加瓦斯抽采效率，需要在保证岩石层钻孔段孔径不变的情况下对煤层段的钻孔进行扩孔处理，以扩大煤层内孔的表面积，提高瓦斯的溢出效率。

现有的扩孔钻头一般通过扩孔臂进行扩孔，但扩孔臂的设置使扩孔效果并不理想，钻杆靠电机驱动，转速达到500r/min，扩孔臂与钻杆的连接部在扩孔过程中受到的应力冲击较大，容易疲劳损伤，且扩孔臂收缩时容易与钻杆之间夹持大块煤粒，导致收缩不到位，影响退钻，增加扩孔成本，且无法保证钻孔扩孔的施工效率。

为此，亟需对现有的扩孔钻头进行改进，以提高扩孔装置的可靠性，降低扩孔成本，保证煤矿钻孔的扩孔效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合型扩孔钻头，包括钻头本体，所述钻头本体内设有高压水道，所述钻头本体的一端设有用于连接钻杆的螺纹内孔，所述高压水道与钻杆内的高压水源相连通，所述钻头本体的外圆面上沿轴向间隔设有多道柔性扩孔件，所述柔性扩孔件包括水胀式扩孔件和非水胀式扩孔件，所述水胀式扩孔件和非水胀式扩孔件在钻头本体上交错设置或分区设置，所述水胀式扩孔件一端连接在钻头本体上，另一端为自由端，且水胀式扩孔件内穿设有高压软管，所述高压软管一端与高压水道相连通，另一端设有高压喷头或堵板；所述非水胀式扩孔件呈环形连接在钻头本体上，且非水胀式扩孔件与钻头本体的外圆面之间留设有甩动间隙。

优选的，所述钻头本体远离钻杆的一端设有钻尖，所述钻尖上设有钻刃，所述钻刃上设有碳化钨金刚石复合耐磨层。可实现边钻深边扩孔的目的，进一步提高扩孔效率。

优选的，所述钻头本体上设有始扩区和终扩区，所述终扩区设于钻头本体靠近钻杆的一端，且水胀式扩孔件设置于终扩区，所述始扩区设于钻头本体靠近钻尖的一端，且非水胀式扩孔件设置于始扩区，在钻头本体靠近钻尖端的始扩区设置非水胀式扩孔件，利用非水胀式扩孔件的惯性进行初始扩孔，保证初始的扩孔效率；在钻头本体靠近钻杆端的终扩区设置水胀式扩孔件，利用水胀的特性使水胀式扩孔件在初始扩孔后的空间内快速舒展，有利于提高后期的扩孔效率。

优选的，所述柔性扩孔件越靠近钻尖，扩孔半径越小，实现渐进式扩孔，有利于延长装置的使用寿命，保证装置的扩孔效率。

优选的，所述非水胀式扩孔件靠近钻头本体的一侧均布有2～6个柔性连接件，所述柔性连接件远离非水胀式扩孔件的一端连接在钻头本体的外圆面上。通过柔性连接件，使装置在不旋转时，非水胀式扩孔件变形灵活，便于在钻孔内进钻或退钻，当装置旋转时，保证非水胀式扩孔件在惯性作用下快速甩离钻头本体进行扩孔作业，同时牢固牵引非水胀式扩孔件在合适的半径范围内，保证扩孔孔径达到设计要求。

优选的，所述柔性连接件为连接链或钢丝绳，有利于保证非水胀式扩孔件连接的牢固性和持久性。

优选的，所述高压软管采用铠装金属软管，有利于延长高压软管的使用寿命，提高装置的可靠性。

优选的，所述钻头本体的外圆面上设有螺旋导料槽，方便导料，有利于提高扩孔效率。

优选的，所述柔性扩孔件采用甩链或钢缆，所述甩链或钢缆的外表面上设有金刚石复合片。采用甩链或钢缆，实现柔性扩孔，解决了现有技术中扩孔臂易卡涩、易损坏的问题，通过设置金刚石复合片有利于提高甩链或钢缆的耐磨性，延长使用寿命，提高装置的可靠性。

优选的，所述甩链采用矿用高强度圆环链，扩孔能力强，使用寿命长。

本发明还包括能够使该复合型扩孔钻头正常使用的其它组件，均为本领域的常规技术手段，另外，本发明中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段。

该复合型扩孔钻头，使用时通过钻杆驱动，当钻杆旋转时，钻头本体上的柔性扩孔件在惯性作用下甩动，实现对钻孔的渐扩式扩孔，当钻杆内通入高压水源后，高压水随高压水道进入高压软管内，高压软管在高压水的驱动下实现胀伸，从而带动水胀式扩孔件同步胀伸，从而提高了水胀式扩孔件的扩孔刚度，有利于提高扩孔效率，当高压软管远离钻头本体的一端设有高压喷头时，可起到辅助水力扩孔的目的，进一步提高扩孔效率。扩孔结束后，待高压软管卸压完毕，柔性扩孔件不会发生煤粒卡涩的问题，因而可实现轻松退钻，从而可提高扩孔装置的可靠性，有利于降低扩孔成本，并保证煤矿钻孔的扩孔效率。

本发明的有益效果是，本装置不易卡涩，退钻方便，使用寿命长，扩孔效率高，且有助于降低扩孔成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中的G部结构局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

如图1～2所示，本发明提供了一种复合型扩孔钻头，包括钻头本体1，所述钻头本体1内设有高压水道2，所述钻头本体1的一端设有用于连接钻杆的螺纹内孔3，所述高压水道2与钻杆内的高压水源相连通，所述钻头本体1的外圆面上沿轴向间隔设有多道柔性扩孔件，所述柔性扩孔件包括水胀式扩孔件4和非水胀式扩孔件5，所述水胀式扩孔件4和非水胀式扩孔件5在钻头本体1上分区设置，所述水胀式扩孔件4的一端连接在钻头本体1上，另一端为自由端，且水胀式扩孔件4内穿设有高压软管9，所述高压软管9一端与高压水道相连通，另一端设有高压喷头；所述非水胀式扩孔件5呈环形连接在钻头本体1上，且非水胀式扩孔件5与钻头本体1的外圆面之间留设有甩动间隙。所述钻头本体1远离钻杆的一端设有钻尖6，所述钻尖6上设有钻刃，所述钻刃上设有碳化钨金刚石复合耐磨层。可实现边钻深边扩孔的目的，进一步提高扩孔效率。所述钻头本体1上设有始扩区和终扩区，所述终扩区设于钻头本体1靠近钻杆的一端，且水胀式扩孔件4设置于终扩区，所述始扩区设于钻头本体1靠近钻尖6的一端，且非水胀式扩孔件5设置于始扩区，在钻头本体1靠近钻尖端的始扩区设置非水胀式扩孔件5，利用非水胀式扩孔件4的惯性进行初始扩孔，保证初始的扩孔效率；在钻头本体1靠近钻杆端的终扩区设置水胀式扩孔件4，利用水胀的特性使水胀式扩孔件4在初始扩孔后的空间内快速舒展，有利于提高后期的扩孔效率。

所述柔性扩孔件越靠近钻尖6，扩孔半径越小，实现渐进式扩孔，有利于延长装置的使用寿命，保证装置的扩孔效率。所述非水胀式扩孔件5靠近钻头本体1的一侧均布有2个柔性连接件7，所述柔性连接件7远离非水胀式扩孔件5的一端连接在钻头本体1的外圆面上。通过柔性连接件7，使装置在不旋转时，非水胀式扩孔件5变形灵活，便于在钻孔内进钻或退钻，当装置旋转时，保证非水胀式扩孔件5在惯性作用下快速甩离钻头本体进行扩孔作业，同时牢固牵引非水胀式扩孔件5在合适的半径范围内，保证扩孔孔径达到设计要求。所述柔性连接件7为连接链或钢丝绳，有利于保证非水胀式扩孔件5连接的牢固性和持久性。所述高压软管9采用铠装金属软管，有利于延长高压软管9的使用寿命，提高装置的可靠性。所述钻头本体1的外圆面上设有螺旋导料槽8，方便导料，有利于提高扩孔效率。所述柔性扩孔件采用甩链10，所述甩链10的外表面上设有金刚石复合片11。采用甩链10实现柔性扩孔，解决了现有技术中扩孔臂易卡涩、易损坏的问题，通过设置金刚石复合片11有利于提高甩链10的耐磨性，延长使用寿命，提高装置的可靠性。所述甩链10采用矿用高强度圆环链，扩孔能力强，使用寿命长。

该复合型扩孔钻头，使用时通过钻杆驱动，当钻杆旋转时，钻头本体1上的柔性扩孔件在惯性作用下甩动，实现对钻孔的渐扩式扩孔，当钻杆内通入高压水源后，高压水随高压水道进入高压软管9内，高压软管9在高压水的驱动下实现胀伸，从而带动水胀式扩孔件4同步胀伸，从而提高了水胀式扩孔件4的扩孔刚度，有利于提高扩孔效率，高压软管9远离钻头本体1的一端设有高压喷头，可起到辅助水力扩孔的目的，进一步提高扩孔效率。扩孔结束后，待高压软管9卸压完毕，柔性扩孔件不会发生煤粒卡涩的问题，因而可实现轻松退钻，从而可提高扩孔装置的可靠性，有利于降低扩孔成本，并保证煤矿钻孔的扩孔效率。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。