阅读说明：本技术 一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置 (Drilling and hole washing integrated device for coal mine gas extraction ) 是由 王晓蕾 姬治岗 陈嘉欣 张志远 郭向前 魏慷 宁闯 陈建华 张森 蒋大鹏 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置,本发明可方便实现钻孔与洗孔的切换,当高压洗孔管连接洗孔高压喷射液供应泵时,高压洗孔介质能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴的前端伸出所述钻头的前端,以便喷射高压介质进行洗孔；当钻孔电机进行钻孔作业时,高压喷嘴在外部压力的作用下能够通过调节防护组件使得高压喷嘴隐藏于钻头的内腔内,以便对高压喷嘴进行防护,有效提高钻孔与洗孔的效率,方便对煤矿瓦斯抽采的钻孔与洗孔作业,本发明在钻孔时,还可以向钻头内通入冷却液,保护钻头,提高钻设能力,而高压洗孔简单方便,只需螺纹连接好高压洗孔管即可,切换简单、快速,可实现对煤矿的快速钻孔与洗孔作业。(The invention discloses a drilling and hole washing integrated device for coal mine gas extraction, which can conveniently realize the switching between drilling and hole washing, and when a high-pressure hole washing pipe is connected with a hole washing high-pressure injection liquid supply pump, a high-pressure hole washing medium can enable the front end of a high-pressure nozzle to extend out of the front end of a drill bit through an adjusting and protecting assembly so as to inject the high-pressure medium to wash holes; when the drilling motor performs drilling operation, the high-pressure nozzle can be hidden in the inner cavity of the drill bit by adjusting the protection assembly under the action of external pressure so as to protect the high-pressure nozzle, the drilling and hole washing efficiency is effectively improved, and the drilling and hole washing operation for gas extraction of a coal mine is facilitated.)

一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采技术领域，具体是一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置。

背景技术

瓦斯事故是我国煤矿安全生产中最严重的灾害事故之一，当煤矿矿井中瓦斯涌出量很大，靠通风难以稀释排除时，必须采取钻孔抽放的方法，排除瓦斯，减少通风负担，而钻孔必须使用到钻孔设备。现阶段，我国常用钻孔设备先进行钻孔，然后，将抽采管伸入钻孔中，利用抽采管进行抽采作业。但是，对于一些软岩来说，在抽采中经常会出现钻孔堵塞的问题，钻孔一旦堵塞，仅仅利用钻头进行处理很难实现清理，这就需要采用洗孔设备进行洗孔。但是，目前的洗孔设备与钻孔设备一般是分开设置，在使用时，具有诸多不便，比如，在洗孔过程中，遇到硬岩堵塞时，利用洗孔的方式清理效率较低，而仅仅采用钻孔设备又难以实现软岩或者粒渣的清理，这就导致洗孔与钻孔的效率较低，影响瓦斯抽采的效率。

因此，本发明提供了一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置，包括钻洗孔行进轨道、钻孔电机、钻杆和钻头，其中，所述钻孔电机上固定连接有行进滑块，所述行进滑块沿着所述钻洗孔行进轨道移动设置，且所述钻孔电机的输出端连接所述钻杆，所述钻杆的前端同轴固定连接有所述钻头；其特征在于，

所述钻杆的外部靠近所述钻孔电机的位置还套设有套筒，所述套筒上设置有至少一个高压洗孔管，所述钻杆上对应所述高压洗孔管的位置还设置有高压接头座；

所述高压洗孔管能够轴向移动以便实现与所述高压接头座之间连通与断开操作；

所述钻杆的中心设置有中心孔，所述高压接头座的内高压腔与所述中心孔连通；

所述钻头的前端内部还设置有高压喷嘴，所述高压喷嘴由调节防护组件安装于所述钻头的内腔内；且

当高压洗孔管连接洗孔高压喷射液供应泵时，高压洗孔介质能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴的前端伸出所述钻头的前端，以便喷射高压介质进行洗孔；

当所述钻孔电机进行钻孔作业时，所述高压喷嘴在外部压力的作用下能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴隐藏于所述钻头的内腔内，以便对高压喷嘴进行防护。

进一步，作为优选，所述钻头的前端内部中心设置有容纳孔，所述钻头的前端内腔与所述容纳孔连通，所述调节防护组件包括调节限位座、耐高压弹性锥套、柔性连接片，其中，所述高压喷嘴位于所述容纳孔中，且所述高压喷嘴的前端能够伸出所述容纳孔，所述高压喷嘴的后端连接所述调节限位座，所述调节限位座的中心设置有与所述高压喷嘴连通的洗孔介质通孔，所述调节限位座可轴向移动的限位于所述内腔内，且所述调节限位座的横截面积大于容纳孔的横截面积，所述调节限位座的远离所述高压喷嘴的一端设置有所述耐高压弹性锥套，且所述耐高压弹性锥套的外壁能够紧贴所述内腔内壁，所述耐高压弹性锥套的端部通过所述柔性连接片连接固定在所述内腔的远离所述高压喷嘴的端壁上。

进一步，作为优选，所述内腔为锥形结构，且锥形结构的小端为朝向所述高压喷嘴的一侧，所述耐高压弹性锥套的锥形结构与所述内腔的锥形结构相适配，所述内腔的内壁上对应所述耐高压弹性锥套的位置还设置有圆周凹槽，所述圆周凹槽内设置有密封圈。

进一步，作为优选，当高压洗孔介质流向所述高压喷嘴时，所述高压洗孔介质能够使得所述耐高压弹性锥套的环壁抵靠住所述内腔的同时，使得所述调节限位座朝向所述钻头的前端移动，以便使得所述高压喷嘴伸出所述钻头前端。

进一步，作为优选，所述高压接头座一体固定在所述钻杆的后端，且所述高压接头座内设置有介质通道，所述高压接头座的外端朝向所述高压洗孔管的一端设置有高压接头，所述介质通道连通所述高压接头与所述钻杆的中心孔，所述高压洗孔管的端部采用螺纹可拆卸的连接于所述高压接头上。

进一步，作为优选，所述套筒上靠近所述钻孔电机的位置还设置有钻头冷却液供给组件，所述钻头冷却液供给组件与冷却液泵连接，且所述钻头冷却液供给组件与所述钻杆的中心孔连通。

进一步，作为优选，所述钻头冷却液供给组件包括外套座、驱动主轴、冷却液腔和连通孔，其中，所述外套座采用轴承和旋转密封圈可相对转动的套设在所述驱动主轴的外部，所述驱动主轴的一端与所述钻杆的端部传动连接，所述驱动主轴的另一端连接至所述钻孔电机，所述驱动主轴的一端设置有盲孔结构的冷却液腔，所述外套座的内壁与所述驱动主轴的外周壁之间构设为与所述冷却液泵的连通腔，所述连通腔与所述冷却液腔之间采用设置在所述驱动主轴径向方向上的多个连通孔连通，所述连通腔通过连接外接头与冷却液泵连接。

进一步，作为优选，所述钻孔电机的远离所述钻杆的一端连接有行进驱动座，所述行进驱动座与行进驱动进给机构连接，所述行进驱动进给机构为液压缸、气缸或者丝杆螺母机构，所述钻孔电机的输出端连接有减速控制器，所述减速控制器的输出端连接所述驱动主轴。

进一步，作为优选，所述驱动主轴的盲孔结构内设置有多个圆周阵列的驱动齿肩，所述钻杆的端部的外圆周上设置有多个圆周阵列的驱动齿槽，所述驱动齿肩与所述驱动齿槽配合卡入传动连接。

进一步，作为优选，所述高压洗孔管的前端固定在安装座上，所述安装座套设在所述钻杆的外部，且所述安装座的外部还套设固定有锥形结构的保护罩，所述钻头的外部设置有螺旋结构的钻刃。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明可以方便的实现钻孔与洗孔的切换，实现钻孔与洗孔的多功能使用，而且本发明当高压洗孔管连接洗孔高压喷射液供应泵时，高压洗孔介质能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴的前端伸出所述钻头的前端，以便喷射高压介质进行洗孔；当钻孔电机进行钻孔作业时，所述高压喷嘴在外部压力的作用下能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴隐藏于所述钻头的内腔内，以便对高压喷嘴进行防护，有效提高钻孔与洗孔的效率，方便对煤矿瓦斯抽采的钻孔与洗孔作业，而且，本发明在钻孔时，还可以向钻头内通入冷却液，保护钻头，提高钻设能力，而高压洗孔简单方便，只需螺纹连接好高压洗孔管即可，切换简单、快速，可以实现对煤矿的快速钻孔与洗孔作业。

附图说明

图1为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置的整体结构示意图；

图2为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置中钻杆处的结构示意图；

图3为图2中的A-A剖视示意图；

图4为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置中调节防护组件的高压喷嘴伸出时的结构示意图；

图5为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置中调节防护组件的高压喷嘴隐藏时的结构示意图；

图6为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置中卡扣的结构示意图；

图7为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置中前半环片的结构示意图。

图8为一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置中高压洗孔管的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1～8，本发明实施例中，一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置，包括钻洗孔行进轨道11、钻孔电机1、钻杆9和钻头7，其中，所述钻孔电机1上固定连接有行进滑块3，所述行进滑块沿着所述钻洗孔行进轨道11移动设置，且所述钻孔电机的输出端连接所述钻杆9，所述钻杆的前端同轴固定连接有所述钻头7；其特征在于，所述钻杆的外部靠近所述钻孔电机的位置还套设有套筒10，所述套筒上设置有至少一个高压洗孔管5，所述钻杆上对应所述高压洗孔管的位置还设置有高压接头座14；所述高压洗孔管能够轴向移动以便实现与所述高压接头座之间连通与断开操作；所述钻杆的中心设置有中心孔13，所述高压接头座的内高压腔与所述中心孔连通；所述钻头7的前端内部还设置有高压喷嘴28，所述高压喷嘴28由调节防护组件安装于所述钻头的内腔23内；且

当高压洗孔管连接洗孔高压喷射液供应泵时，高压洗孔介质能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴28的前端伸出所述钻头的前端，以便喷射高压介质进行洗孔；

当所述钻孔电机进行钻孔作业时，所述高压喷嘴在外部压力的作用下能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴隐藏于所述钻头的内腔内，以便对高压喷嘴进行防护。

在本实施例中，所述钻头7的前端内部中心设置有容纳孔27，所述钻头的前端内腔23与所述容纳孔27连通，所述调节防护组件包括调节限位座24、耐高压弹性锥套26、柔性连接片25，其中，所述高压喷嘴位于所述容纳孔中，且所述高压喷嘴的前端能够伸出所述容纳孔，所述高压喷嘴的后端连接所述调节限位座，所述调节限位座的中心设置有与所述高压喷嘴连通的洗孔介质通孔，所述调节限位座可轴向移动的限位于所述内腔内，且所述调节限位座的横截面积大于容纳孔的横截面积，所述调节限位座的远离所述高压喷嘴的一端设置有所述耐高压弹性锥套26，且所述耐高压弹性锥套26的外壁能够紧贴所述内腔内壁，所述耐高压弹性锥套26的端部通过所述柔性连接片连接固定在所述内腔的远离所述高压喷嘴的端壁上。

作为较佳的实施例，所述内腔为锥形结构，且锥形结构的小端为朝向所述高压喷嘴的一侧，所述耐高压弹性锥套26的锥形结构与所述内腔的锥形结构相适配，所述内腔的内壁上对应所述耐高压弹性锥套的位置还设置有圆周凹槽，所述圆周凹槽内设置有密封圈29。

其中，当高压洗孔介质流向所述高压喷嘴时，所述高压洗孔介质能够使得所述耐高压弹性锥套26的环壁抵靠住所述内腔的同时，使得所述调节限位座朝向所述钻头的前端移动，以便使得所述高压喷嘴伸出所述钻头前端。

在本发明中，所述高压接头座14一体固定在所述钻杆的后端，且所述高压接头座内设置有介质通道，所述高压接头座的外端朝向所述高压洗孔管5的一端设置有高压接头15，所述介质通道连通所述高压接头与所述钻杆的中心孔13，所述高压洗孔管5的端部53采用螺纹可拆卸的连接于所述高压接头上。

所述套筒10上靠近所述钻孔电机的位置还设置有钻头冷却液供给组件，所述钻头冷却液供给组件与冷却液泵连接，且所述钻头冷却液供给组件与所述钻杆的中心孔13连通。

所述钻头冷却液供给组件包括外套座17、驱动主轴18、冷却液腔22和连通孔21，其中，所述外套座17采用轴承和旋转密封圈可相对转动的套设在所述驱动主轴的外部，所述驱动主轴的一端与所述钻杆的端部传动连接，所述驱动主轴的另一端连接至所述钻孔电机，所述驱动主轴的一端设置有盲孔结构的冷却液腔，所述外套座的内壁与所述驱动主轴的外周壁之间构设为与所述冷却液泵的连通腔，所述连通腔与所述冷却液腔之间采用设置在所述驱动主轴径向方向上的多个连通孔连通，所述连通腔通过连接外接头19与冷却液泵连接。

所述钻孔电机的远离所述钻杆的一端连接有行进驱动座8，所述行进驱动座与行进驱动进给机构连接，所述行进驱动进给机构为液压缸、气缸或者丝杆螺母机构，所述钻孔电机的输出端连接有减速控制器2，所述减速控制器2的输出端连接所述驱动主轴18。

所述驱动主轴的盲孔结构内设置有多个圆周阵列的驱动齿肩20，所述钻杆的端部的外圆周上设置有多个圆周阵列的驱动齿槽，所述驱动齿肩20与所述驱动齿槽配合卡入传动连接。

所述高压洗孔管5的前端固定在安装座16上，所述安装座套设在所述钻杆的外部，且所述安装座16的外部还套设固定有锥形结构的保护罩6，所述钻头的外部设置有螺旋结构的钻刃。

为了实现对高压洗孔管5的安装、拆卸与固定，所述高压洗孔管5包括金属喷管51，金属喷管51的一端固定连接有倒刺卡口52，金属喷管51的另一端通过螺纹嵌入连接有螺纹连接段53。同时，在本发明中，高压洗孔管5采用卡扣4固定在高压接头座14上，卡扣4包括前半环片41，前半环片41的后端设置有后半环片42，前半环片41与后半环片42的连接处的两端均贯穿设置有螺栓43，前半环片41与后半环片42的结构相同，从而可以把卡扣4固定在套筒10上，并同时对高压喷管组件5进行固定，保证高压喷管组件5在工作时的稳定性。前半环片41包括第一半环411，第一半环411的两端均固定连接有第二半环412，第二半环412的一端的前侧开设有螺栓孔413，从而可以稳定地固定高压喷管组件5，避免与高压喷管组件5连接的高压水管影响钻头的钻孔作业。套筒10位于第一半环411的内侧，金属喷管51位于第二半环412的内侧，套筒10和金属喷管51均固定与前半环片41和后半环片42的内侧，从而便于对高压喷管组件5的金属喷管51和螺纹连接段53单独地进行拆卸和安装，进而方便对其进行清洗。金属喷管51的下端贯穿定位孔的内侧，螺纹连接段53位于喇叭罩壳的内侧，倒刺卡口52与外部的高压水管连接，从而可以在喇叭罩壳安装和拆卸螺纹连接段53。

本发明可以方便的实现钻孔与洗孔的切换，实现钻孔与洗孔的多功能使用，而且本发明当高压洗孔管连接洗孔高压喷射液供应泵时，高压洗孔介质能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴的前端伸出所述钻头的前端，以便喷射高压介质进行洗孔；当钻孔电机进行钻孔作业时，所述高压喷嘴在外部压力的作用下能够通过所述调节防护组件使得所述高压喷嘴隐藏于所述钻头的内腔内，以便对高压喷嘴进行防护，有效提高钻孔与洗孔的效率，方便对煤矿瓦斯抽采的钻孔与洗孔作业，而且，本发明在钻孔时，还可以向钻头内通入冷却液，保护钻头，提高钻设能力，而高压洗孔简单方便，只需螺纹连接好高压洗孔管即可，切换简单、快速，可以实现对煤矿的快速钻孔与洗孔作业。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。