[发明专利]煤矿井下岩层定向孔双动力大直径阶梯式扩孔钻具与方法

摘要

一种煤矿井下岩层定向孔双动力大直径阶梯式扩孔钻具及方法，本发明的钻具组合由前置导向器、初级扩孔钻头、次级扩孔钻头、双动力扩孔工具依次连接组成。利用前置导向器引导扩孔钻具沿岩层定向先导孔扩孔施工；双动力扩孔工具在泥浆泵高压水驱动动力作用下，带动初级扩孔钻头旋转破岩，实现钻孔直径的初级增扩，在孔口钻机回转驱动动力作用下，带动次级扩孔钻头旋转破岩，实现钻孔直径的次级阶梯式增扩。该方法充分利用钻机机械动力和泥浆泵水驱动力，实现定向钻孔的单次双级大直径增扩，可有效节约扩孔钻进钻次，提升扩孔钻进施工效率与岩层钻孔直径，降低扩孔作业劳动强度。

主权项

1.一种煤矿井下岩层定向孔双动力大直径阶梯式扩孔钻具，由前置导向器、初级扩孔钻头、次级扩孔钻头、双动力扩孔工具组成，所述前置导向器、初级扩孔钻头与次级扩孔钻头的外径逐级增加，其特征在于：所述前置导向器连接于初级扩孔钻头的前端，其顶部为球面结构，以有效减小前置导向器对先导定向孔孔壁的侧向切削；所述初级扩孔钻头包含初级钻头本体和切削扩孔单元，所述切削扩孔单元包含设置于初级钻头本体周缘的多个初级切削刀翼、初级正向切削齿和初级反向切削齿，所述多个初级切削刀翼为螺旋状设置，所述多个初级正向切削齿采用金刚石复合片制成且镶焊于各初级切削刀翼前端，所述初级反向切削齿镶焊于各初级切削刀翼尾部；所述的次级扩孔钻头为中空的环形结构以供双动力扩孔工具穿置，所述次级扩孔钻头包含切削扩孔组件，所述切削扩孔组件包含多个次级切削刀翼、次级正向切削齿和次级反向切削齿，所述多个次级切削刀翼为螺旋状设置，多个次级正向切削齿采用金刚石复合片制成并镶焊于次级切削刀翼前端，多个次级反向切削齿镶焊于各次级切削刀翼尾部；所述双动力扩孔工具包含固定组件和转动组件，所述固定组件由接手、定子外管、万向轴外管、传动轴外管加厚短接和传动轴外管依次连接构成，所述接手、定子外管、万向轴外管、传动轴外管加厚短接和传动轴外管均为中空，从而形成整体中空的固定组件，以供转动组件容置，所述传动轴外管加厚短接在前端设置有外螺纹以与次级扩孔钻头的内螺纹连接，所述转动组件由转子、万向轴和传动轴依次连接构成，所述传动轴前端设置有内螺纹以与初级扩孔钻头的外螺纹连接。