[发明专利]一种大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构

说明书

本发明公开一种大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，包括防坠螺栓和防坠螺母，所述防坠螺栓上端外壁上设置有螺纹，所述防坠螺栓下端端头固定连接有防坠构件；中心管与钻头体连接处的中孔为大口端朝下的喇叭口，喇叭口上方和下方的中孔均为圆柱形通孔；防坠螺栓的上端依次穿过中心管的中孔和接头钻杆的中心孔并在接头钻杆的上方与防坠螺母螺纹连接，防坠螺母的外径大于中心孔的孔径，防坠构件位于喇叭口处且防坠构件下部的外径大于喇叭口小口端的孔径。本发明能够在钻杆断裂后避免断裂部位以下的钻杆以及扩孔钻头坠落，不仅可以避免扩孔钻头坠落到反井下口巷道中时巨大冲击动量对钻具的二次破坏，还可以提高施工的安全性。

技术领域

本发明涉及钻井设备领域，特别涉及一种大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构。

背景技术

扩孔钻进是反井钻机大体积破岩的过程，反井钻机动力头主轴带动钻杆旋转对钻头施加扭转力矩，并将推进油缸的向上提升力施加在钻头上形成钻压，两者共同作用将破岩能量传递到钻头体布置的滚刀上，同时滚刀绕其刀轴旋转。扩孔钻头将岩石从岩体上破碎下来，形成反井井孔，主要由滚刀、刀座、钻头体、中心管等组成，需要满足高效破碎岩石、排渣及辅助降尘等工艺。钻杆是用来传递轴向力和扭转力矩，并输送洗井介质的空心轴状结构，钻杆两端分别设有内圆锥螺纹和外圆锥螺纹，两根钻杆相互之间通过偏梯形螺纹连接。反井钻机在扩孔钻进期间，钻杆不仅受到极大的拉力和扭矩，而且受到运转不均衡造成的附加力矩等，钻杆断裂事故时有发生。钻杆断裂有杆体断裂、外螺纹断裂和内螺纹断裂，原因包括钻杆材料、加工工艺、检测检验、钻杆储存和钻杆使用等。现场应用中钻杆断裂位置多发生在外螺纹靠近台肩的牙型根部，观测发现断口处存在明显光滑区和粗糙区，说明主要是疲劳破坏所致。钻杆断裂后，其以下位置的钻杆、扩孔钻头会直接掉落到反井下口巷道中，巨大的冲击动量会造成钻具的二次破坏且难以处理，严重影响施工安全。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种能够在钻杆断裂后避免断裂部位以下的钻杆以及扩孔钻头坠落的大倾角斜井反井钻机扩孔钻头防坠机构，避免扩孔钻头坠落到反井下口巷道中时巨大冲击动量对钻具的二次破坏，有效提高施工的安全性。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，包括防坠螺栓和防坠螺母，所述防坠螺栓上端外壁上设置有螺纹，所述防坠螺栓下端端头固定连接有防坠构件；中心管与钻头体连接处的中孔为大口端朝下的喇叭口，所述喇叭口上方和下方的所述中孔均为圆柱形通孔；所述防坠螺栓的上端依次穿过所述中心管的中孔和所述接头钻杆的中心孔并在所述接头钻杆的上方与所述防坠螺母螺纹连接，所述防坠螺母的外径大于所述中心孔的孔径，所述防坠构件位于所述喇叭口处且所述防坠构件下部的外径大于所述喇叭口小口端的孔径；所述接头钻杆的下端与所述中心管的上端固定连接，所述中心管的下端与所述钻头体固定连接。

上述大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，所述接头钻杆的上端端头上套有垫片，所述垫片位于所述防坠螺母的下方且处在所述接头钻杆的上方。

上述大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，在所述防坠螺栓上套有第一弹簧，所述第一弹簧设置在所述垫片和所述接头钻杆的上端面之间。

上述大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，邻近所述防坠螺母的所述防坠螺栓的上端端头上开设有销孔，所述销孔的轴线垂直所述防坠螺栓中轴线且所述销孔内设置有开口销。

上述大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，所述防坠构件包括柱体和台体，所述柱体的上端和所述台体的下端固定连接，所述台体的上端与所述防坠螺栓的下端固定连接；在自所述台体上端至所述台体下端方向上，所述台体外接圆的半径逐渐增大。

上述大倾角斜井反井钻进扩孔钻头防坠机构，所述柱体为圆柱体，所述台体为圆台体；所述圆柱体和所述圆台体同轴设置；在所述圆柱体与所述圆台体连接处的所述圆柱体上套有第二弹簧，并且所述第二弹簧位于所述喇叭口内。