适用于深部煤岩体用的钻杆

1.本发明涉及煤岩层安全、高效开采技术领域，具体涉及适用于深部煤岩体用的钻杆结构。


背景技术：

2.近年来，随着矿井开采深度的不断增大，对钻杆提出了更高的要求。但现有的钻杆结构多为单节，钻杆制造难度高，且钻杆长度受到了极大的限制；同时钻杆功能单一，无法满足排屑、布线、传感器安装等多方面的要求。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种多功能的钻杆结构，能进行排屑、布线、传感器安装，并满足深度钻孔要求，降低制造难度，灵活多变。
4.为此，本发明所采用的技术方案为：一种适用于深部煤岩体用的钻杆，采用双钻杆结构并能实现多节对接，每节钻杆包括内钻杆、外钻杆、螺母和螺圈，所述内钻杆与外钻杆嵌套在一起形成内通道和外通道，内钻杆采用螺旋式钻杆，且螺旋结构结合外通道用于排屑渣，内通道用于注水；内钻杆上端内外和下端外部均带有螺纹，用于实现钻杆对接；外钻杆上端内部和下端内外均带有螺纹，用于实现内钻杆与外钻杆的嵌套，并能在钻孔过程中保护孔壁不被破坏；外钻杆的外表面设有一列凹槽，用于放置并固定电缆，并利用螺圈与外钻杆下端外螺纹的紧固进行电缆约束；每节钻杆上的螺母至少为两个，螺母内外均有螺纹，用于内钻杆与外钻杆的嵌套连接，并通过中间的螺旋叶片连接固定，螺旋叶片的叶片之间镂空用于排屑渣。
5.作为本方案的优选，所述外钻杆上下两端的外径大于中间位置处的外径。
6.进一步优选为，所述钻头和割缝器可拆卸地同轴安装在空心钻杆的前端，且钻头位于割缝器的下方。
7.进一步优选为，每节钻杆上的螺母为两个，分别位于钻杆的两端位置处。
8.本发明的有益效果：空心钻杆不受距离的限制，可根据现场所需长度进行多个钻杆对接，实现远距离钻孔，且灵活多变；钻杆结构简单，稳定性强，便于组装；既有助于排渣，又可保护孔壁不受破坏；内外钻杆采用可拆卸式，同为空心结构，均可用来注水，并可根据现场所需用水量选择是否拆卸内钻杆，若所需用水量较大，拆下内钻杆，可增大外钻杆的单位注水量；钻杆外侧设有一列凹槽，可用来放置并固定电缆，便于向孔内输送放电电极，另外钻杆内部为中空结构，可根据需要在其内部安装压力传感器。
附图说明
9.图1为单节钻杆分解示意图。
10.图2为两节对接后的空心钻杆示意图。
11.图3本发明用于深部高地压的煤岩层综合防冲时的示意图。
12.图4本发明钻头钻孔示意图。
具体实施方式
13.下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
14.如图1—图2所示，一种适用于深部煤岩体用的钻杆，采用双钻杆结构并能实现多节对接。每节钻杆主要由内钻杆1、外钻杆2、螺母3和螺圈4组成。
15.内钻杆1与外钻杆2嵌套在一起形成内通道5和外通道6。内钻杆1采用螺旋式钻杆，且螺旋结构结合外通道6用于排屑渣，内通道5用于注水。
16.内钻杆1上端内外和下端外部均带有螺纹，用于实现钻杆对接。外钻杆2上端内部和下端内外均带有螺纹，用于实现内钻杆1与外钻杆2的嵌套，并能在钻孔过程中保护孔壁不被破坏。
17.外钻杆2的外表面设有一列凹槽2a，用于放置并固定电缆，并利用螺圈4与外钻杆2下端外螺纹的紧固进行电缆约束。最好是，外钻杆2上下两端的外径大于中间位置处的外径。
18.每节钻杆上的螺母3至少为两个，螺母3内外均有螺纹，用于内钻杆1与外钻杆2的嵌套连接，并通过中间的螺旋叶片3a连接固定，螺旋叶片3a的叶片之间镂空用于排屑渣。最好是，每节钻杆上的螺母3为两个，分别位于钻杆的两端位置处。
19.结合图1—图4所示，上述钻杆用于深部高地压的煤岩层综合防冲时，钻头7和割缝器8可拆卸地同轴安装在钻杆的前端，且钻头7位于割缝器8的下方。钻孔施工完成后，退出钻杆，拧下钻杆前端的钻头7和割缝器8，可将连接电缆9的放电电极10安置在钻杆前端，并将放电电极10通过钻杆送入钻孔内。钻杆中部装有压力传感器11，利用压力传感器11实时监测和记录钻孔内压力变化。利用封孔器进行封孔，可向钻孔内不断注入高压水，进行水力压裂。钻机13后方连接有高压水泵和注水管。水力压裂完成后，可利用远程启动电脉冲发生系统12，进行放电。放电电极10在水中放电，电能转化成机械能，形成以球形向外传播的冲击波，作用于煤体或岩体，使其产生新的裂隙，同时进一步扩展和延伸水力割缝和水力压裂产生的定向大范围裂缝。


技术特征：
1.一种适用于深部煤岩体用的钻杆，其特征在于：采用双钻杆结构并能实现多节对接，每节钻杆包括内钻杆(1)、外钻杆(2)、螺母(3)和螺圈(4)，所述内钻杆(1)与外钻杆(2)嵌套在一起形成内通道(5)和外通道(6)，内钻杆(1)采用螺旋式钻杆，且螺旋结构结合外通道(6)用于排屑渣，内通道(5)用于注水；内钻杆(1)上端内外和下端外部均带有螺纹，用于实现钻杆对接；外钻杆(2)上端内部和下端内外均带有螺纹，用于实现内钻杆(1)与外钻杆(2)的嵌套，并能在钻孔过程中保护孔壁不被破坏；外钻杆(2)的外表面设有一列凹槽(2a)，用于放置并固定电缆，并利用螺圈(4)与外钻杆(2)下端外螺纹的紧固进行电缆约束；每节钻杆上的螺母(3)至少为两个，螺母(3)内外均有螺纹，用于内钻杆(1)与外钻杆(2)的嵌套连接，并通过中间的螺旋叶片(3a)连接固定，螺旋叶片(3a)的叶片之间镂空用于排屑渣。2.按照权利要求1中所述的适用于深部煤岩体用的钻杆，其特征在于：所述外钻杆(2)上下两端的外径大于中间位置处的外径。3.按照权利要求1所述的适用于深部煤岩体用的钻杆，其特征在于：所述钻头(7)和割缝器(8)可拆卸地同轴安装在空心钻杆(5)的前端，且钻头(7)位于割缝器(8)的下方。4.按照权利要求1所述的适用于深部煤岩体用的钻杆，其特征在于：每节钻杆上的螺母(3)为两个，分别位于钻杆的两端位置处。

技术总结
本发明公开了一种适用于深部煤岩体用的钻杆，采用双钻杆结构并能实现多节对接，每节钻杆包括内钻杆、外钻杆、螺母和螺圈，内、外钻杆嵌套形成内、外通道，内钻杆的螺旋结构结合外通道用于排屑渣，内通道用于注水；内钻杆上端内外和下端外部均带有螺纹，用于实现钻杆对接；外钻杆上端内部和下端内外均带有螺纹，用于实现内钻杆与外钻杆的嵌套，并保护孔壁；外钻杆设有凹槽用于放置电缆，利用螺圈进行电缆约束；每节钻杆上的螺母内外均有螺纹，用于内钻杆与外钻杆的嵌套连接，螺旋叶片的叶片之间镂空用于排屑渣。能进行排屑、布线、传感器安装，并满足深度钻孔要求，降低制造难度，灵活多变。变。变。


技术研发人员：蒋长宝 雷运朋 熊彬 李瑞金 吴家耀
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/6