一种插柱式瓦斯抽采钻头 |
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| 申请号 | CN201910283790.1 | 申请日 | 2019-04-10 | 公开(公告)号 | CN109882076B | 公开(公告)日 | 2024-05-24 |
| 申请人 | 河南理工大学; | 发明人 | 李辉; 任营营; 张学增; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种插柱式瓦斯抽采 钻头 ，包括钻体、插柱和金刚石复合片，所述金刚石复合片设于插柱的顶端，所述插柱为六棱柱，所述钻体的顶端设有锥台，所述锥台的顶端设有两个沿钻体轴向中心对称的第一插孔，所述锥台的锥面沿圆周方向均布有多个第二插孔，所述第一插孔和第二插孔均与所述插柱相匹配，所述第一插孔和第二插孔的底端均设有小于第一插孔和第二插孔孔径的清洗孔，所述插柱设于第一插孔和第二插孔内，所述插柱沿旋转轨迹形成连贯的切削面，所述钻体上还设有中空的钻体孔，所述钻体孔与清洗孔相连通。与 现有技术 相比，本发明采用分体式结构，减小钻头的磨损量，能够有效节省钻头的整体更换成本，从而降低瓦斯抽采成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种插柱式瓦斯抽采钻头，包括钻体，其特征在于：还包括插柱和金刚石复合片，所述金刚石复合片设于插柱的顶端，所述插柱为六棱柱，所述钻体的顶端设有锥台，所述锥台的顶端设有两个沿钻体轴向中心对称的第一插孔，所述锥台的锥面沿圆周方向均布有多个第二插孔，所述第一插孔和第二插孔均与所述插柱相匹配，所述第一插孔和第二插孔的底端均设有小于第一插孔和第二插孔孔径的清洗孔，所述插柱设于第一插孔和第二插孔内，所述插柱沿旋转轨迹形成连贯的切削面，所述钻体上还设有中空的钻体孔，所述钻体孔与清洗孔相连通； |
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| 说明书全文 | 一种插柱式瓦斯抽采钻头技术领域[0001] 本发明涉及瓦斯抽采装置技术领域，具体地，涉及一种插柱式瓦斯抽采钻头。 背景技术[0002] 我国大多数突出矿井煤层透气性低，瓦斯抽采难，随着开采深度增加，煤巷突出动力现象时有发生，影响煤巷掘进速度，煤与瓦斯突出危险已严重制约煤矿安全生产。《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》中规定：对于突出煤层必须本着区域防突措施先行的原则即开采保护层和预抽煤层瓦斯。现有技术中，瓦斯抽采通常采用打孔抽采技术，钻头多采用金刚石复合片三翼钻头和烧结体钻头，这些钻头切削刃和钻体一体成型，在对岩石钻孔作业中，这种价值高昂的钻头的磨损问题仍然十分突出，磨损到一定程度后需要整体更换，通常岩石钻孔作业中每米钻孔导致钻损成本达8 10元，严重影响了瓦斯抽采作业的经~济性。 [0003] 因此，需要一种新型的瓦斯抽采钻头，控制钻头损失，延长钻头使用寿命，降低瓦斯抽采成本。 发明内容[0004] 针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种插柱式瓦斯抽采钻头，包括钻体、插柱和金刚石复合片，所述金刚石复合片设于插柱的顶端，所述插柱为六棱柱，所述钻体的顶端设有锥台，所述锥台的顶端设有两个沿钻体轴向中心对称的第一插孔，所述锥台的锥面沿圆周方向均布有多个第二插孔，所述第一插孔和第二插孔均与所述插柱相匹配，所述第一插孔和第二插孔的底端均设有小于第一插孔和第二插孔孔径的清洗孔，所述插柱设于第一插孔和第二插孔内，所述插柱沿旋转轨迹形成连贯的切削面，所述钻体上还设有中空的钻体孔，所述钻体孔与清洗孔相连通。 [0005] 优选的，所述插柱与钻体采用销钉连接，防止插柱脱落，同时便于插柱的维护和更换。 [0006] 优选的，所述插柱的顶端设有1个或多个金刚石复合片，所述多个金刚石复合片同轴叠置或平行紧贴设置，所述多个金刚石复合片同轴叠置用于增加插柱的耐磨性，延长插柱的使用寿命，所述多个金刚石复合片平行紧贴设置，用于增加钻头的切削面，有利于保证钻孔的孔径和钻孔效率。 [0007] 优选的，所述第二插孔内的插柱与钻头钻进方向的夹角为锐角，用于减小第二插孔内插柱的钻进阻力，保证钻孔效率，夹角的角度具体可根据钻孔的孔径需要进行设置。 [0008] 优选的，所述第二插孔内的插柱与钻头钻进方向的夹角为30 60°，更有利于保证~钻头切削面的连贯性并减小钻进阻力，提高钻孔效率。 [0009] 优选的，所述锥台的锥面沿圆周方向均布有2 8个第二插孔，所述钻体孔设于相邻~的第二插孔之间，插孔数根据钻孔的孔径和地质条件进行设置，地质硬度越高，插孔设置相对多一些，便于延长插柱的使用寿命。 [0010] 优选的，所述金刚石复合片焊接在插柱上，连接紧密，使用中不易脱落，可靠性高。 [0011] 本发明还包括能够使一种插柱式瓦斯抽采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。 [0012] 本发明的工作原理是，采用插柱式钻头替代常规的金刚石复合片三翼钻头和烧结体钻头，本装置采用分体式结构，对于易磨损的插柱和金刚石复合片，能够在磨损后及时更换，使检修维护成本降低且操作方便。另一方面插柱采用六棱柱结构能够防旋转和抗剪切力，不易脱落，为进一步提高装置的可靠性，将插柱与钻体通过销钉连接，使插柱固定更牢固。为防止第一插孔和第二插孔与插柱的缝隙中卡进杂物，影响插柱的拆卸，在第一插孔和第二插孔的底端设置清洗孔，便于在钻头检修维护时从清洗孔对杂质进行冲洗，方便钻头的维护。 [0013] 本发明的有益效果是，结构简单，检修维护方便，采用分体式结构，能够减小钻头的磨损量，在插柱和金刚石复合片磨损后，保留钻体只更换插柱即可，能够有效节省钻头的整体更换成本，从而降低瓦斯抽采成本。附图说明 [0014] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0015] 图1为本发明实施例1的整体结构示意图。 [0016] 图2为本发明实施例2的插柱结构示意图。 [0017] 图3为本发明实施例3的插柱结构示意图。 [0018] 图中：1‑钻体，2‑锥台，3‑插柱，4‑金刚石复合片，5‑钻体孔，6‑销钉。 具体实施方式[0019] 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。 [0020] 实施例1 [0021] 如图1所示，本发明提供了一种插柱式瓦斯抽采钻头，包括钻体1、插柱3和金刚石复合片4，所述金刚石复合片4设于插柱3的顶端，所述插柱3为六棱柱，所述钻体1的顶端设有锥台2，所述锥台2的顶端设有两个沿钻体1轴向中心对称的第一插孔，所述锥台2的锥面沿圆周方向均布有多个第二插孔，所述第一插孔和第二插孔均与所述插柱3相匹配，所述第一插孔和第二插孔的底端均设有小于第一插孔和第二插孔孔径的清洗孔，所述插柱3设于第一插孔和第二插孔内，所述插柱3沿旋转轨迹形成连贯的切削面，所述钻体1上还设有中空的钻体孔5，所述钻体孔5与清洗孔相连通。 [0022] 所述插柱3与钻体1采用销钉6连接，防止插柱3脱落，同时便于插柱3的维护和更换。 [0023] 所述插柱3的顶端设有1个金刚石复合片4。 [0024] 所述第二插孔内的插柱3与钻头钻进方向的夹角为30°，更有利于保证钻头切削面的连贯性并减小钻进阻力，提高钻孔效率。 [0025] 所述锥台2的锥面沿圆周方向均布有3个第二插孔，所述钻体孔5设于相邻的第二插孔之间，插孔数根据钻孔的孔径和地质条件进行设置，地质硬度越高，插孔设置相对多一些，便于延长插柱3的使用寿命。 [0026] 所述金刚石复合片4焊接在插柱3上，连接紧密，使用中不易脱落，可靠性高。 [0027] 本发明的工作原理是，采用插柱式钻头替代常规的金刚石复合片三翼钻头和烧结体钻头，本装置采用分体式结构，对于易磨损的插柱3和金刚石复合片4，能够在磨损后及时更换，使检修维护成本降低且操作方便，另一方面插柱3采用六棱柱结构能够防旋转和抗剪切力，不易脱落，为进一步提高装置的可靠性，将插柱3与钻体1通过销钉6连接，使插柱3固定更牢固。为防止第一插孔和第二插孔与插柱3的缝隙中卡进杂物，影响插柱3的拆卸，在第一插孔和第二插孔的底端设置清洗孔，便于在钻头检修维护时从清洗孔对杂质进行冲洗，方便钻头的维护。 [0028] 实施例2 [0029] 如图2所示，在实施例1其余结构保持不变的前提下，所述插柱3上的金刚石复合片4设有2个，且两个金刚石复合片4采用轴向叠置，所述两个金刚石复合片4同轴叠置用于增加插柱3的耐磨性，延长插柱3的使用寿命。 [0030] 实施例3 [0031] 如图3所示，在实施例1其余结构保持不便的前提下，所述插柱3上的金刚石复合片4设有2个，且两个金刚石复合片4采用平行紧贴设置，所述两个金刚石复合片4平行紧贴设置用于增加钻头的切削面，有利于保证钻孔的孔径和钻孔效率。 [0032] 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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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