一种突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆
阅读说明：本技术 一种突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆 (Large-drift-diameter circumferential flow supply shield pressure relief sieve pore drill rod for outburst coal seam ) 是由 孙玉宁 王志明 丁立培 孙志东 孙旭辉 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆,包括内管和外管,内管两端分别设有公扣和母扣,内管的内孔为用于排渣的内排渣通道,内管的外表面两端部之间圆周设有多条凸筋,凸筋上开设有连通内排渣通道的筛孔；外管上两端部之间设有贯通外管内外壁且与凸筋匹配的条缝；内管与外管之间同轴配合形成大通径圆周供流通道；该发明钻杆的供流通道截面积大,为打钻提供较大的排渣动力,钻杆的外径可等于或接近钻头的直径,钻杆杆体可对钻孔壁起盾护作用,钻孔壁产出的煤渣通过筛孔进入内排渣通道,筛孔对钻杆具有卸压作用；该钻杆可用于突出煤层的保直钻进或定向钻进,可缓解堵塞喷孔现象和过度塌孔现象,有助于提高钻孔深度和成孔质量。(The invention discloses a large-diameter circumferential flow supply shield pressure relief sieve pore drill rod for a protruded coal seam, which comprises an inner pipe and an outer pipe, wherein male buckles and female buckles are respectively arranged at two ends of the inner pipe; a strip seam which penetrates through the inner wall and the outer wall of the outer pipe and is matched with the convex rib is arranged between the two end parts of the outer pipe; the inner pipe and the outer pipe are coaxially matched to form a large-drift-diameter circumferential flow supply channel; the cross section of the flow supply channel of the drill rod is large, so that large slag discharging power is provided for drilling, the outer diameter of the drill rod can be equal to or close to the diameter of a drill bit, the rod body of the drill rod can play a role in shielding the wall of a drill hole, coal slag produced by the wall of the drill hole enters the inner slag discharging channel through the sieve pores, and the sieve pores have a pressure relief effect on the drill rod; the drill rod can be used for straight drilling or directional drilling of a protruded coal seam, can relieve the phenomena of orifice blocking and excessive hole collapse, and is beneficial to improving the drilling depth and the hole forming quality.)
技术领域
本发明涉及煤矿瓦斯抽采钻孔钻进技术领域，特别涉及一种突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆，用于钻孔塌孔严重的松软突出煤层瓦斯抽采钻孔的施工。
背景技术
本申请人申请的申请号或专利号202110468878.8的“一种突出煤层圆周供流护孔卸压筛孔钻杆”，钻杆杆体采用内管和外管组合结构，在外管两端分别设置公扣和母扣，外管为钻杆的主要承力结构，为打钻提供排渣动力的供流通道位于外管之内和内管之外，由于外管为设有丝扣的承力主体，所以外管壁厚很大，供流通道和内排渣通道布在厚壁外管之内，挤压供流通道的几何空间，这样导致供流通道的截面积受到很大限制。
风流或水流作为排渣动力，排渣动力大小与风压水压及排渣通道的截面积有关，加大排渣通道的截面积对于加大排渣动力具有直接作用，加大排渣动力则有助于钻进效率和钻进深度的提高，因此提高供流通道的截面积具有重要意义。
发明内容
本发明目的是为了解决上述问题，本发明将不再将外管作为承力主体，而把内管作为厚壁承力主体，将丝扣设置于内管的两端，在钻杆外径相同的情况下可以成倍提高供流通道的截面积。
为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆，包括配合安装的内管和外管，所述内管的壁厚大于外管的壁厚，内管为钻杆的主要承力结构，
所述内管两端分别设有公扣和母扣，所述内管的内孔为用于排渣的内排渣通道，所述内管的外表面端部丝扣之间圆周设有多条凸筋，所述凸筋上开设有连通内排渣通道的筛孔；
所述外管上两端部之间开设有贯通外管内外壁且与凸筋匹配的条缝，所述条缝与凸筋配合安装形成凹槽；
所述内管与外管之间同轴配合形成为打钻提供风流或水流的大通径圆周供流通道。
进一步， 所述内管的内孔形状为圆形，所述内管外表的凸筋形状为轴向凸筋或大螺距凸筋，所述筛孔布置在凸筋上并与内排渣通道连通。
进一步，所述外管的内孔形状为圆形，所述外管上条缝为轴向条缝或大螺距条缝。
进一步， 所述凸筋宽度大于条缝宽度，所述条缝宽度大于筛孔直径。
进一步设有轴向凸筋的内管与设有轴向条缝的外管嵌装配合，在钻杆外表形成带筛孔的轴向凹槽；设有大螺距凸筋的内管与设有大螺距条缝的外管嵌装配合，在钻杆外表形成带筛孔的大螺距凹槽。
进一步，所述凸筋和条缝配合处焊接，将内管与外管焊接为一体，使供流通道与外管外表的条缝实现密封隔离。
进一步，所述外管两端的内孔加工密封面，相邻外管的密封面处安装密封圈，在公扣和母扣搭接处的供流通道为环形过渡供流通道。
进一步，为了钻杆降温需要，所述外管的外壁上还开设有螺旋降温槽，在设有轴向条缝的外管上设螺旋降温槽，螺旋降温槽带动煤渣沿螺旋槽移动，煤渣将热量带走；在设有轴向条缝的外管上设螺旋降温槽，该螺旋降温槽还具有运送煤渣的作用，把螺旋槽内煤渣运送至设有筛孔的轴向凹槽内，以便煤渣集中从筛孔进入内排渣通道，为了更好的发挥螺旋降温槽的运渣聚渣效果，可以改变轴向条缝两侧螺旋降温槽的深度，使螺旋降温槽的进渣侧深度大于出渣侧深度，可以将螺旋降温槽设置成非连续型螺旋槽，并使螺旋降温槽的进渣侧深度大于出渣侧深度；对于设有大螺距条缝的外管，在外管两端部设置连接大螺距条缝的大螺距降温槽；若采取水力排渣时，上述降温槽可以取消，也在本发明保护范围。条缝的形状可以多种多样，任意改变条缝的形状，均在本发明的保护范围。外管的内孔形状也可以是浅凹槽，使内管外表上凸筋与外管内孔上的浅凹槽啮合，使内管和外管的配合更加坚固，也在本发明保护范围。内管的内孔为钻杆的内排渣通道，其形状除为圆形外，也可以为带有轴向低凸筋形或轴向浅凹槽形，轴向低凸筋或轴向浅凹槽可以带动内排渣通道内的煤渣向上运动，为排渣提供便利条件，也在本发明保护范围。
本发明所具有的有益效果为：
1.现有钻杆的排渣通道为外排渣通道，外排渣通道极易因塌孔而堵塞，钻孔堵塞与因堵孔诱发的喷孔现象经常发生；本发明筛孔钻杆的排渣通道为钢铁结构的圆通径内排渣通道，控制进渣粒径之后，内排渣通道不会发生堵塞。
2.本申请人申请的申请号或专利号202110468878.8的钻杆与本发明相比，前者的外管上设置丝扣，后者的内管上设置丝扣，相同外径的情况下后者供流通道截面积远大于前者，有利于加大排渣动力，对提高钻进效率和钻进深度有利。
3、本申请人申请的申请号或专利号202110468878.8的钻杆与本发明相比，前者的泄渣筛孔仅能沿轴向凹槽成排布置，后者给出了更多的选择，泄渣筛孔即可沿轴向凹槽成排布置又可沿螺旋凹槽布置。
附图说明
图1为为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的整体结构图；
图2为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的内管结构图；
图3为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的外管结构图；
图4为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的焊接与筛孔处置图；
图5为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的连接密封图；
图6为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的内外管其它配合方式图。
图7为本发明突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆的螺旋降温槽其它布置方式图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
如图1所示，一种突出煤层大通径圆周供流盾护卸压筛孔钻杆，包括配合安装的内管1和外管2，所述内管1的壁厚大于外管2的壁厚，内管1为钻杆的主要承力结构，所述内管1两端分别设有公扣和母扣，用于相邻两根钻杆之间的连接；所述内管1的内孔为用于排渣的内排渣通道4，所述内管1的外表面两端部之间圆周设有多条凸筋，所述凸筋上开设有连通内排渣通道4的筛孔5。
所述外管2上端部丝扣之间开设有贯通外管2内外壁且与凸筋匹配的条缝，所述条缝与凸筋配合安装在钻杆外表面形成凹槽；所述内管1外侧与外管2内侧配合形成为打钻提供风流或水流的大通径圆周供流通道3。本实施例中，所述凸筋宽度大于条缝宽度，所述条缝宽度大于筛孔5的直径。本方案中，内管1有两种形态，外管2有两种形态，根据两种形态的内管1和两种形态的外管2对应装配，钻杆的外观形态有两种：如图1-a所示，钻杆外表面形态为带筛孔5的轴向凹槽6；如图1-b所示，钻杆外表面形态为带筛孔5的大螺距凹槽7。
如图2所示，内管1的内孔形状为圆形，内管1的外表形态有两种：如图2-a所示，内管1的外表设置有多条轴向凸筋11，在轴向凸筋11上设有与内排渣通道4连通的筛孔5；如图2-b所示，内管1的外表设置有多条大螺距凸筋12，在大螺距凸筋12上设有与内排渣通道4连通的筛孔5。内管1的两端分别设置公扣和母扣，用于相邻两根钻杆之间的连接。
如图3所示，外管2的内孔形状为圆形，外管的2外表形态有两种：如图3-a所示，外管2上设置有多条轴向条缝21；如图3-b所示，外管2上设置有多条大螺距条缝22。轴向条缝21和大螺距条缝22使外管2的外壁和内壁连通。
如图1-图 3所示，图2-a内管1与图3-a外管2嵌装配合，形成图1-a形态的钻杆；图2-b内管1与图3-b外管2嵌装配合，形成图1-b形态的钻杆。轴向条缝21的宽度小于轴向凸筋11的宽度并大于筛孔5的直径，大螺距条缝22的宽度小于大螺距凸筋12的宽度并小于筛孔5的直径，进而可以保证内管1和外管2嵌装之后，轴向凸筋11在外管2的内部覆盖轴向条缝21、大螺距凸筋12在外管2的内部覆盖大螺距条缝22，并使筛孔5位居轴向条缝21或大螺距条缝22的中间且留出焊接的位置。
如图4所示，在所述凸筋和条缝配合处采用焊缝13把内管1与外管2焊接为一体，使供流通道3与钻杆外表的条缝实现密封隔离，为了增加筛孔5的泄渣效果，在钻杆凹槽中筛孔5所在位置设弧面槽或其它形状槽型，并在筛孔5的进渣口处点焊或熔覆耐磨凸起14，使钻杆的凹槽具备碎渣功能，并使筛孔5的进渣粒径小于筛孔5的直径，也可以在凹槽中间轴 向设置细钢丝15分隔筛孔5来控制进渣孔粒径小于筛孔5的直径，还可以采用阶梯孔、锥形孔等方法使筛孔5的进渣粒径小于筛孔5出渣口直径。筛孔5可倾斜布置，使钻杆外表的煤渣更易经筛孔5进入内排渣通道4。为了延长钻杆的使用寿命，可对钻杆外表面实施等离子熔覆或耐磨喷涂等工艺的耐磨处理。
如图5所示，所述外管2两端的内孔分别加工密封面，相邻外管2的密封面处安装密封圈8，在公扣和母扣搭接处的供流通道3为环形过渡供流通道9。
为了钻杆降温需要，所述外管2的外壁上开设有螺旋降温槽，在设有轴向条缝21的外管上设螺旋降温槽23，螺旋降温槽23带动煤渣沿螺旋槽移动，煤渣将热量带走，该螺旋降温槽23还具有运送煤渣的作用，把螺旋降温槽23内煤渣运送至设有筛孔5的轴向凹槽21内，以便煤渣集中从筛孔5进入内排渣通道4，为了更好的发挥螺旋降温槽23的运渣聚渣效果，可以改变轴向条缝21两侧螺旋降温槽23的深度，使螺旋降温槽23的进渣侧深度大于出渣侧深度；对于设有大螺距条缝22的外管，在外管2两端部设置连接大螺距条缝22的大螺距降温槽23；若采取水力排渣时，上述螺旋降温槽23可以取消，也在本发明保护范围。条缝的形状可以多种多样，任意改变条缝的形状，均在本发明的保护范围。外管2的内孔形状也可以是浅凹槽，使内管1外表上凸筋与外管2内孔上的浅凹槽啮合，使内管和外管的配合更加坚固，也在本发明保护范围。
如图6所示，所述内管1和外管2还有多种形态结构及安装配合方法，包括内管1与内孔为凹凸齿形状的外管2凹凸啮合安装，使内管1与外管2的配合更加坚固，如图6-a所示；外管2内孔形状为内凸筋形状，内管1外表形状为圆形，如图6-b所示，其外管的凹槽截面形状为弧面形或其它形状。随着钢材管材的加工技术的发展，内管1与外管2可以加工成一体，如图6-c所示，其外表凹槽截面形状的圆弧形或其它形状。
如图6所示，为了使内排渣通道具有扬起煤渣的作用，内管内孔形状可以为带有轴向低凸筋形或轴向浅凹槽形，轴向低凸筋或轴向浅凹槽可以带动内排渣通道内的煤渣向上运动，如图6-d、如图6-e和如图6-f。
如图7所示，在设有轴向条缝21的外管2上设螺旋降温槽23,该螺旋降温槽23还具有运送煤渣的作用，把螺旋降温槽23内的煤渣运送至设有筛孔5的轴向凹槽6之内，以便煤渣集中从筛孔5进入内排渣通道4，为了更好的发挥螺旋降温槽23的这一功能，可以将螺旋降温槽23设置成非连续型螺旋槽；为了使进入轴向凹槽内6的煤渣更少的再次进入螺旋降温槽23内，可对螺旋降温槽23采取变槽深处理，使螺旋降温槽23的进渣侧深度大于出渣侧深度。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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