[发明专利]抽吸驱动式变径钻具

说明书

本发明公开了一种抽吸驱动式变径钻具，在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边外侧壁上均布设置有动支座，在钻杆前端的周边外侧壁上均布设置有与动支座对应的定支座，在动支座和定支座之间安装有变径钻体；在伸缩套管的内侧壁设置有环形卡槽并安装有组合锥形封闭体；本发明具有普通钻进功能和变径钻进功能，变径切换时只需要提供负压抽吸动力即可实现，变径操作简单方便。结构简化，实用性强，免维护。

技术领域：

本发明属于煤矿钻具技术领域，具体涉及一种抽吸驱动式变径钻具。

背景技术：

在煤矿瓦斯抽采工作时，需要在煤层内打钻孔，当煤松软、地应力较高或者受采动影响，钻孔会出现不同程度的垮孔现象，将钻头卡死在孔内无法取出，不仅耽误生产，而且造成不必要的经济损失，目前扩孔钻头种类较少，功能单一，只能在钻入时扩孔，由于钻头部分直径不能改变，在腿钻的时候，遇见卡钻的问题，只能通过强行拽出的方式取出，而且不能保证成功，另一种扩孔钻头为退钻时刀片打开，扩大钻孔直径，但由于要往返两次施工，工作效率低。公开号为CN 202596582 U 的实用新型专利“可变径钻头”虽然对活动钻头设置了定位结构，该专利文献所记载的结构复杂，钻头内部无法实现输水通道，难以达到理想的扩孔效果。而且，该定位结构是采样类似伞状的定位原理，但锁紧件不能完全将活动钻头锁死，否则需要有一个深入钻体内部的开锁动作。所以该方案并不能达到对活动钻头稳定定位的功能。

发明内容：

针对现有用于煤矿领域的普通钻具存在的缺陷，以及现有变径钻公开文献记载的方案复杂和操作难度大的问题，本发明提供一种通过控制抽吸的方式即可实现驱动实现变径动作的变径钻具。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种抽吸驱动式变径钻具，包括钻杆和钻头，以及变径钻体和传动部分，在钻杆的后端连接有伸缩套管，该伸缩套管活动套装于钻杆前端内侧；在伸缩套管的周边外侧壁上均布设置有动支座，在钻杆前端的周边外侧壁上均布设置有与动支座对应的定支座，在所述动支座上通过销轴铰接有钻片支撑体，各钻片支撑体的前侧面分布有钻片，在所述定支座上通过销轴铰接有辅助支撑杆，各辅助支撑杆的末端分别通过销轴铰接在对应的钻片支撑体后侧；在所述伸缩套管的内侧壁设置有环形卡槽，在环形卡槽上均布设置有安装孔，在环形卡槽内匹配套装有钢圈并在钢圈上均布套装有锥形弹片，各锥形弹片的轴套套装在钢圈上且位于对应安装孔内，各锥形弹片组合后形成锥形封闭体；在部分或者全部锥形弹片的钢圈外侧设置有活挡台，同时在位于钻杆前端内壁的同一圆周上分布有与活挡台位置对应的定位卡槽。

在所述伸缩套管外侧壁上设置有环形卡台，在该环形卡台与钻杆端面之间连接有推力弹簧。

在所述各锥形弹片的锥形体末端固定有磁体。

本发明的有益效果：1.本发明具有普通钻进功能和变径钻进功能，变径切换时只需要提供负压抽吸动力即可实现，变径操作简单方便。结构简化，实用性强，免维护。

2.本发明中组合锥形密封体的各锥形弹片可以是自由状态或者通过磁体保持吸附构成组合状态。当对钻杆内腔提供抽吸动力时，钻杆内形成负压，迫使伸缩套管向钻杆内收缩，在钻进过程中导致钻片支撑体携带钻片逐渐打开，此时伸缩套管与钻杆相对收缩，直至锥形弹片上设置的活挡台进入钻杆内壁的定位卡槽中构成约束关系，完成扩径动作。缩径过程只需要停止抽吸动力即可在弹簧作用下实现钻片支撑体携带钻片收缩到与钻杆贴合状态。

3.本发明还具有冲击扩径功能，针对松软煤层采用正常钻进模式，在遇到较硬煤层可以采用冲击钻进模式。冲击钻进过程中煤层硬度高，钻孔难度大，但本发明的钻具在冲击过程中会造成伸缩套管与钻杆之间相对滑动（轻微伸缩运动），从而导致钻片支撑体携带钻片高频轻微翻转，即实现了轻微变径的功能，有利于对较硬煤层的钻孔内壁进行冲击钻进，利于形成钻屑和利于排除钻屑，减少钻杆阻力。

4.本发明还可以将抽气模式变为高压水冲击模式。

附图说明