自动变径机械式扩孔器的制作方法

本技术涉及煤矿瓦斯治理，特别是指自动变径机械式扩孔器。

背景技术：

1、大多数煤层具有高瓦斯、高地应力、低透气性的特点，在这样的煤层环境中治理瓦斯存在极大难度，要解决煤层瓦斯问题，常规施工中通过对井下抽采钻孔的见煤段实施增透来扩大煤层抽采面积，以此来提高瓦斯抽采效率。为此我国的煤矿科技工作者做了大量的努力，试验研究了煤矿井下水力割缝、水力扩孔、水力造穴等水利化技术，及机械式扩孔技术。目前煤矿井下定向孔主要采用小直径一次成孔、大直径二次扩孔的方法提高钻孔直径。

2、公开号为cn113846971a的中国发明专利公开了一种机械式水力打钻造穴一体化装置及作业方法，包括钻杆、一端与钻杆相连接的造穴装置、以及与造穴装置的另一端相连接的钻头，所述的造穴装置包括空腔结构的造穴主体、通过旋转轴安装在造穴主体上可旋转的扩孔钻头、以及设置在造穴主体内部的卡簧、动力头、弹簧以及推杆。该发明采用的机械造穴工艺受煤层情况及参数影响不大，出煤量、增透卸压效果相对稳定，具有造穴深度长、造穴效率高等优点。

3、但是在实际使用中，其动力头设置在靠近进水端一侧，依靠水流推动动力头移动，从而使推杆推动扩孔钻头向外开启进行扩孔，此时水流扩孔钻头处完全流出，无法传递给位于造穴装置前端的钻头处，从而导致钻头处由于供水不足而造成被堵塞、磨损严重、钻进效率差等现象，严重影响钻进效果。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出自动变径机械式扩孔器，解决了现有技术中的造穴装置存在导致钻头处供水不足的问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：自动变径机械式扩孔器，包括尾端管节，所述尾端管节与变径扩孔管节相连接，变径扩孔管节与前端管节相连接；所述变径扩孔管节内滑动设有阀杆，阀杆侧壁与设在变径扩孔管节侧壁上的刀臂传动配合，所述前端管节与变径扩孔管节之间设有与阀杆配合的弹性复位组件，阀杆和弹性复位组件能够配合控制刀臂相对变径扩孔管节的开合，所述阀杆上设有过水通道。

3、优选的，所述阀杆包括相连接的活塞部和滑竿部，滑竿部中部设有齿条部且通过齿条部与刀臂传动配合，过水通道包括贯通活塞部和滑竿部的中轴孔，齿条部上设置有连通中轴孔的通孔。

4、优选的，所述变径扩孔管节内设有阶梯状内孔，变径扩孔管节侧壁设置有连通阶梯状内孔的安装槽，刀臂铰接设置在安装槽上。

5、优选的，所述刀臂通过铰接柱铰接设置在安装槽上，刀臂上设有齿形部且通过齿形部与齿条部啮合。

6、进一步，所述刀臂上设有合金耐磨片；所述安装槽一侧设有用于支撑刀臂的限位支撑块。

7、优选的，所述尾端管节、变径扩孔管节、前端管节外侧均设有夹持平面。所述尾端管节设有内螺纹孔，尾端管节内设有凹槽，凹槽内设有密封圈。

8、优选的，所述弹性复位组件包括t型挡杆，t型挡杆螺纹连接设在变径扩孔管节和/或前端管节内，t型挡杆上设有套管，t型挡杆和套管外套设有弹簧且弹簧位于t型挡杆和阀杆端部之间。

9、优选的，所述套管侧壁上设有透水孔，t型挡杆包括挡杆且通过挡杆与套管螺纹连接，挡杆端部设有挡块且通过挡块与变径扩孔管节或前端管节螺纹连接，挡块上设有透水槽。所述前端管节一端与变径扩孔管节螺纹连接、另一端设有外螺纹。

10、本实用新型的有益效果：通过设置尾端管节，便于和常规的供水端或钻进设备相连接；通过设置变径扩孔管节，能够给阀杆和刀臂提供安装支撑基础，阀杆和弹性复位组件能够配合带动刀臂的开合；通过在阀杆上设置输送高压水的过水通道，从而能够给钻头供送高压水时提供水流通道，避免影响钻头钻进过程中的供水量和供水压力。本扩孔器连接和安装方便，刀臂的开合控制灵活，在扩孔和钻进过程中均能够保证钻头端的供水，解决了现有技术中的造穴装置存在导致钻头处供水不足的问题。

技术特征：

1.自动变径机械式扩孔器，其特征在于：包括尾端管节（1），所述尾端管节（1）与变径扩孔管节（2）相连接，变径扩孔管节（2）与前端管节（3）相连接；所述变径扩孔管节（2）内滑动设有阀杆（22），阀杆（22）侧壁与设在变径扩孔管节（2）侧壁上的刀臂（4）传动配合，所述前端管节（3）与变径扩孔管节（2）之间设有与阀杆（22）配合的弹性复位组件，阀杆（22）和弹性复位组件能够配合控制刀臂（4）相对变径扩孔管节（2）的开合；所述阀杆（22）上设有过水通道。

2.根据权利要求1所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述阀杆（22）包括相连接的活塞部（5）和滑竿部（6），滑竿部（6）中部设有齿条部（7）且通过齿条部（7）与刀臂（4）传动配合，过水通道包括贯通活塞部（5）和滑竿部（6）的中轴孔（8），齿条部（7）上设置有连通中轴孔（8）的通孔（9）。

3.根据权利要求2所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述变径扩孔管节（2）内设有阶梯状内孔，变径扩孔管节（2）侧壁设置有连通阶梯状内孔的安装槽（10），刀臂（4）铰接设置在安装槽（10）上。

4.根据权利要求3所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述刀臂（4）通过铰接柱（11）铰接设置在安装槽（10）上，刀臂（4）上设有齿形部且通过齿形部与齿条部（7）啮合。

5.根据权利要求4所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述刀臂（4）上设有合金耐磨片；所述安装槽（10）一侧设有用于支撑刀臂（4）的限位支撑块（12）。

6.根据权利要求1或5所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述尾端管节（1）、变径扩孔管节（2）、前端管节（3）外侧均设有夹持平面（13）。

7.根据权利要求6所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述尾端管节（1）设有内螺纹孔，尾端管节（1）内设有凹槽（14），凹槽（14）内设有密封圈。

8.根据权利要求1~5、7任一项所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述弹性复位组件包括t型挡杆（15），t型挡杆（15）螺纹连接设在变径扩孔管节（2）和/或前端管节（3）内，t型挡杆（15）上设有套管（16），t型挡杆（15）和套管（16）外套设有弹簧（17）且弹簧（17）位于t型挡杆（15）和阀杆（22）端部之间。

9.根据权利要求8所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述套管（16）侧壁上设有透水孔（18），t型挡杆（15）包括挡杆（19）且通过挡杆（19）与套管（16）螺纹连接，挡杆（19）端部设有挡块（20）且通过挡块（20）与变径扩孔管节（2）或前端管节（3）螺纹连接，挡块（20）上设有透水槽（21）。

10.根据权利要求9所述的自动变径机械式扩孔器，其特征在于：所述前端管节（3）一端与变径扩孔管节（2）螺纹连接、另一端设有外螺纹。

技术总结本技术公开了自动变径机械式扩孔器，涉及煤矿瓦斯治理技术领域，包括尾端管节，所述尾端管节与变径扩孔管节相连接，变径扩孔管节与前端管节相连接；所述变径扩孔管节内滑动设有阀杆，阀杆侧壁与设在变径扩孔管节侧壁上的刀臂传动配合，所述前端管节与变径扩孔管节之间设有与阀杆配合的弹性复位组件，阀杆和弹性复位组件能够配合控制刀臂相对变径扩孔管节的开合，所述阀杆上设有过水通道。本技术通过在阀杆上设置高压水的过水通道，从而能够给钻头供水时提供水流通道，避免影响钻头钻进过程中的供水量和供水压力，在扩孔和钻进过程中均能够保证钻头端的供水，解决了现有技术中的造穴装置存在导致钻头处供水不足的问题。技术研发人员：宋现举,任伟,张锁州受保护的技术使用者：鹤壁市益凯瑞机械设备有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/6/20