[实用新型]一种地质水平钻机用低阻滑动式钻杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及采煤机械，特别是一种地质水平钻机用低阻滑动式钻杆。

背景技术

近年来，由于煤矿瓦斯重特大恶性事故频发，造成重大人员伤亡和财产损失。从发生的重特大瓦斯事故类型看，主要是瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出。瓦斯灾害仍然是我国煤矿安全生产的最大危害，是威胁矿工生命的“第一杀手”。煤矿瓦斯抽采利用是煤矿安全生产的治本之策，瓦斯对煤矿安全生产时重大威胁，但加以利用又是优质清洁能源。搞好煤矿瓦斯抽采利用，可以化害为利、变废为宝，减少温室气体排放，意义十分重大。

在煤矿生产中抽排瓦斯的主要机械设备是地质水平钻机，现使用的地质水平钻机是钻杆经钻头沿水平方向向前钻进，这种钻进方式在进行长孔钻进时，钻杆由于受到钻机顶进力和钻头水平阻力反作用力的双重作用的影响以及钻杆自身重力的影响，钻杆在工作状态下呈下方弧形状况下旋转时与孔下方形的下壁的摩擦力随着钻孔的延伸和增长呈比例增加，使钻机给钻杆旋转的动力被大部分摩擦力所损耗掉，到达钻头的有效动力就大大减少，严重制约了钻进的效率。另外一个负效应是使钻杆的扭矩阻力明显增大，增加了钻杆断裂的风险，使用寿命短。

中国及国际上煤矿抽排瓦斯普遍采用水平钻机在煤层中打水平钻孔，一般打孔深度都在80—120m左右，由于以上原因，严重制约了钻机的钻进效率，大大增加钻孔的工艺成本，据初步测算，每米平均达100元左右；这样，不但大大增加了瓦斯抽排的成本，而且也制约了煤矿开采的成本，是目前制约我国煤矿瓦斯治理和开采成本的一个主要因素之一。

国家规定，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井必须建立瓦斯抽放系统，且抽采率不低于煤层瓦斯含量30%，抽放后煤层瓦斯压力必须低于0.74MPa，煤层瓦斯含量低于10M3/t。瓦斯抽采是利用钻具打穿层孔或顺层孔，然后利用真空瓦斯抽放泵进行抽采。目前，制约瓦斯抽采的主要矛盾一是煤层的透气性差，抽放效果不理想；二是打钻速度慢，成本高，影响瓦斯抽采进度和煤矿正常的接替。由于煤层透气性较差，决定了在抽采瓦斯时钻孔的密度很高。瓦斯抽采钻孔深度正常要求在几十米到上百米，目前正常使用的钻具需要40小时以上才能完成60—70m钻孔，为提高钻进素，现场多采用大功率钻机。河南高瓦斯和煤与矿突出矿井的产量占全部煤矿产量的60%以上，每年用于瓦斯抽采的钻孔达500万米以上，每米钻孔的成本在100元左右，而成本的70%来自电能的消耗。

因此，如何研制一种水平钻机用钻杆，以降低煤矿的开采成本、促进煤矿瓦斯抽采率的进一步提高，缓解高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的接替局面，实现煤矿安全生产和煤炭行业的可持续发展，是业内所亟待希望解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种地质水平钻机用低阻滑动式钻杆，可有效解决提高钻进效率，降低能耗和成本，延长钻杆使用寿命的问题。

本实用新型解决的技术方案是，包括杆体，杆体外套装有外直径小于水平钻机钻头的滑筒，滑筒的两端经轴承装在杆体上，两轴承外侧有与杆体固定在一起的挡圈，构成防脱滑筒结构，杆体两端分别有连为一体的水平钻机连接体和钻头连接体，钻头连接体上有用于与钻头相连接外螺纹，水平钻机连接体呈空心状，内壁上有与水平钻机相连的内螺纹，水平钻机连接体与滑筒之间的钻杆外周上有固定卡槽，钻头连接体的直径小于杆体的外直径，构成台阶状结构，水平钻机连接体、杆体、钻头连接体中心有同心连接为一体的通孔，构成一体空心结构。

本实用新型结构简单，新颖独特，易生产，使用方便，寿命长，成本低，有巨大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构剖面主视图（杆体和滑筒部分断开）。

图2为本实用新型图1的A-A向视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由图1、2所示，本实用新型包括杆体，其特征在于，杆体1外套装有外直径小于水平钻机钻头的滑筒3，滑筒的两端经轴承5装在杆体上，两轴承外侧有与杆体固定在一起的挡圈4，构成防脱滑筒结构，杆体两端分别有连为一体的水平钻机连接体7和钻头连接体9，钻头连接体上有用于与钻头相连接外螺纹10，水平钻机连接体呈空心状，内壁上有与水平钻机相连的内螺纹8，水平钻机连接体7与滑筒3之间的钻杆外周上有固定卡槽6，钻头连接体的直径小于杆体的外直径，构成台阶状结构，水平钻机连接体、杆体、钻头连接体中心有同心连接为一体的通孔2，构成一体空心结构。