一种钻冲护一体化双通道钻具的制作方法

本发明属于煤矿井下钻探装备，涉及钻具，具体涉及一种钻冲护一体化双通道钻具。

背景技术：

1、为保障煤矿安全生产，需要提前对待采掘煤体进行瓦斯抽采，在松软煤层中施工完毕钻孔后，由于煤层松软易塌孔，需要下入pvc筛管进行护孔保证瓦斯抽采通道的畅通，同时结合水力冲孔卸压增透技术，能够大幅度提高瓦斯抽采效果。

2、但是，目前这种筛管护孔和水力冲孔卸压增透相结合的技术，在实际施工中存在以下不足：

3、第一，劳动强度大且效率低。目前最常用的施工方案为：先进行常规钻进伴随高压水力冲孔卸压增透工艺，然后提出钻具更换大通经钻杆进行全孔下筛管护孔操作，此过程需要多提一趟钻具，再下入一趟专用的大通径钻具，整个过程劳动强度大、施工效率低。

4、第二，开发的钻具复杂、使用易损坏。现有技术中的钻具需要实现低压钻进、高压水力冲孔和中心过流通道下入筛管这三种工作模式，下入孔内后需要高压水泵来控制切换不同工作模式，只能通过压力变化来判断处于何种工作状态。钻具的结构复杂，活动件多，容易损坏导致功能无法实现。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种钻冲护一体化双通道钻具，解决现有技术中在施工时进行需要先提钻更换钻具，再下入筛管时，该过程劳动强度大且效率低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、一种钻冲护一体化双通道钻具，包括从前到后依次连接的中心可开闭式钻头、双通道水力冲孔器、双通道钻杆和双通道送水器。

4、所述的双通道水力冲孔器包括冲孔器外管，冲孔器外管的轴向前部与中心可开闭式钻头相连接，冲孔器外管的轴线后部内安装有冲孔器内管，冲孔器外管和冲孔器内管均与双通道钻杆相连接；所述的冲孔器外管轴向前部内和冲孔器内管内的空间为冲孔器中心流道，冲孔器外管轴向后部和冲孔器内管之间的环状间隙为冲孔器环状流道；所述的冲孔器外管的轴向后部上固定设置有多个冲孔器喷嘴，冲孔器喷嘴与冲孔器环状流道相连通。

5、所述的双通道钻杆包括钻杆外管，钻杆外管内同轴设置有钻杆内管；钻杆外管的轴向前部与双通道水力冲孔器的冲孔器外管相连接，钻杆外管的轴向后部与双通道送水器相连接；钻杆内管的轴向前部与双通道水力冲孔器的冲孔器内管相连接，钻杆内管轴向后部与双通道送水器相连接；所述的钻杆内管内的空间为钻杆中心流道，钻杆外管和钻杆内管之间的环状间隙为钻杆环状流道。

6、所述的双通道送水器包括送水器公接头，送水器公接头的轴向前部安装在双通道钻杆的钻杆外管内，送水器公接头的轴向后部内可转动式安装有送水器芯轴的轴向前部，送水器芯轴的轴向后部外安装有送水器第一水管接头，送水器公接头、送水器芯轴和送水器第一水管接头所组成的结构为送水器外壳；送水器外壳内设置有送水器连接管，送水器连接管的轴向前部安装在双通道钻杆的钻杆内管内，送水器连接管的轴向后部外安装有送水器第二水管接头，送水器连接管和送水器第二水管接头所组成的结构为送水器内管；所述的送水器内管内的空间为送水器中心流道，所述的送水器外壳和送水器内管之间的环状间隙为送水器环状流道。

7、所述的中心可开闭式钻头内的空间、冲孔器中心流道、钻杆中心流道、送水器中心流道相连通，并且共同组成双通道钻具的中心流道；所述的冲孔器环状流道、钻杆环状流道和送水器环状流道相连通，并且共同组成双通道钻具的环状流道；所述的双通道钻具的中心流道和环状流道不连通。

8、本发明还具有如下技术特征：

9、所述的冲孔器外管包括冲孔器外管主体，冲孔器外管主体的内壁上设置有冲孔器外管台阶，冲孔器内管的轴向前端抵在冲孔器外管台阶处，冲孔器内管的轴向后端与冲孔器外管的轴向后端相平齐。

10、所述的冲孔器内管包括冲孔器内管主体，冲孔器内管主体的内壁上设置有冲孔器内管台阶，钻杆内管的轴向前端抵在冲孔器内管台阶处，钻杆内管的轴向后端与钻杆外管的轴向后端相平齐。

11、所述的冲孔器外管轴向后部上开设有多个喷嘴安装孔，喷嘴安装孔的内部为阶梯状结构，喷嘴安装孔内固定设置有冲孔器喷嘴。

12、所述的双通道钻杆由多节钻杆短节组成；每节钻杆短节的钻杆外管从前到后依次为钻杆外管公接头、钻杆外管主体和钻杆外管母接头，钻杆外管公接头、钻杆外管主体和钻杆外管母接头经摩擦焊接连接为一体；最前端的钻杆短节的钻杆外管公接头安装在冲孔器外管内，最后端的钻杆短节的钻杆外管母接头内安装有送水器公接头。

13、所述的钻杆外管轴向前部的内壁上设置有钻杆外管前台阶，钻杆外管轴向后部的内壁上设置有钻杆外管后台阶，钻杆外管前台阶和钻杆外管后台阶处分别安装有一个钻杆限位挡圈，钻杆内管固定安装在钻杆限位挡圈内。

14、每节钻杆短节的钻杆内管从前到后依次为一体化设置的钻杆内管公接头、钻杆内管主体和钻杆内管母接头，钻杆内管公接头、钻杆内管主体和钻杆内管母接头经摩擦焊接连接为一体；最前端的钻杆短节的钻杆内管公接头插接在冲孔器内管内，最后端的钻杆短节的钻杆内管母接头内插接有送水器连接管。

15、所述的钻杆内管母接头的前端面为钻杆内管台肩，靠近轴向后侧的钻杆限位挡圈卡设在钻杆内管台肩处。

16、所述的钻杆限位挡圈包括圆环状的限位挡圈主体，限位挡圈主体外一体化设置有多个限位挡圈翼板，多个限位挡圈翼板沿着限位挡圈主体的周向方向均匀布设。

17、所述的送水器公接头包括送水器公接头主体，送水器公接头主体的内壁上设置有送水器公接头台阶，送水器公接头台阶处安装有送水器限位挡圈，送水器限位挡圈套设在送水器连接管外。

18、所述的送水器芯轴包括送水器芯轴主体，送水器芯轴主体的轴向前端一体化设置有送水器芯轴台肩；所述的送水器公接头的轴向后端安装有送水器端盖，送水器芯轴台肩的外直径小于送水器端盖的内孔径，送水器芯轴台肩和送水器端盖之间设置有多个送水器轴承。

19、所述的送水器第一水管接头包括第一水管接头主体，第一水管接头主体的径向一侧一体化设置有第一水管接头入水口。

20、所述的钻杆内管的轴向前部外、送水器连接管的轴线前部外以及送水器连接管的轴向后部外均安装有多个密封圈。

21、本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：

22、(ⅰ)本发明在钻进施工完毕后无需提钻和更换钻具，直接从双通道钻具的中心流道内下入筛管即能够进行护孔作业。该钻具拥有两个独立的过流通道，兼具正常钻进、高压水力冲孔和不提钻全孔下筛管护孔等功能，利用水管对接双通道送水器上的不同接口，即能够进行不同的工作任务施工。本发明扩大了钻具的使用范围，降低了工人的劳动强度，提高了钻进施工效率，为煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工提供了技术装备保障。

23、(ⅱ)本发明的钻冲护一体化双通道钻具，除了可开闭钻头之外，双通道水力冲孔器、双通道钻杆和双通道送水器的各部件相对位置固定，无活动部件，大大降低了工作中损坏的风险，增强了整套钻具的结构可靠性。

24、(ⅲ)采用本发明的钻冲护一体化双通道钻具进行水力冲孔增透作业，一方面能够将大量松软煤体破碎并冲出，具有降低煤体地应力的作用；另一方面能够在煤层中形成的洞穴增大煤层裸露面积并且在洞室周围形成巨大的裂隙网络，为瓦斯运移及抽采提供了广阔的空间，改善了煤层渗透性，有效提高瓦斯抽采效率和瓦斯抽采量，消除矿井瓦斯灾害隐患。