CN217558255U - 一种矿用扩孔刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及矿用打孔设备技术领域的一种矿用扩孔刀具，包括刀体，所述刀体内沿中心轴线设有流体通道，所述刀体的一端固定有连接件一，刀体的另一端固定有连接件二；所述连接件一与钻杆可拆卸连接，所述连接件二与钻头可拆卸连接；所述刀体上沿周向均匀设置多个安装槽，所述安装槽内设有可转动的刀臂。本实用新型整体结构合理，可随钻作业，避免了钻孔后，更换其他设备进行扩孔的操作，整体灵活度和可靠性高，不易卡涩，退钻方便，扩孔效率高，减少了设备投入，实现良好的扩孔效果。

Description

一种矿用扩孔刀具

技术领域

本实用新型属于矿用打孔设备技术领域，具体涉及一种矿用扩孔刀具。

背景技术

煤矿采集前，需要钻孔抽采瓦斯，为节省钻孔成本并增加瓦斯抽采效率，需要在保证岩石层钻孔段孔径不变的情况下对煤层段的钻孔进行扩孔处理，以扩大煤层内孔的表面积，促进瓦斯的解析释放，提高瓦斯抽采效率。现有的扩孔刀具一般需要外加设备提供刀臂开合动力，通过高压水或高压气体等为动力打开扩孔刀臂进行扩孔，在扩孔作业时需更多装备配合施工，增加了成本。另外，钻孔过程中刀臂的磨损面单一，使用寿命短，不利于长期使用。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种矿用扩孔刀具，包括刀体，所述刀体内沿中心轴线设有流体通道，所述刀体的一端固定有连接件一，刀体的另一端固定有连接件二；所述连接件一与钻杆可拆卸连接，所述连接件二与钻头可拆卸连接；所述刀体上沿周向均匀设置多个安装槽，所述安装槽内设有刀臂，所述刀臂连接有驱动组件；

所述驱动组件包括活塞一、弹簧、活塞二及推杆；所述活塞一设置在流体通道靠近连接件二的一端，所述弹簧的一端套设在活塞一上，弹簧的另一端与活塞二连接，所述活塞二靠近连接件一的一端与推杆固定连接，所述推杆的外壁上沿周向均匀固定多条齿条，所述齿条与安装槽一一对应，所述刀臂的一端固定连接有连接盘，所述连接盘的中心通过轴销与安装槽的一端铰连接，所述轴销与活塞一垂直，连接盘的外沿固定有齿牙，所述安装槽通过通孔与流体通道连通，所述齿牙通过通孔与对应的齿条啮合。

优选的，所述刀臂包括连接杆及刀片，所述连接杆的一端与连接盘固定连接，所述刀片套设在连接杆上并可绕连接杆自由转动，连接杆的另一端设有封堵，所述刀片的剖面为正多边形，刀片上设有多条切削齿，刀片的切削齿分布在正多边形各顶点所在的棱上。该处设置在刀片切削煤层时可绕连接杆转动，提高磨损面的面积，提高刀片的使用寿命，提高切削效果，刀片可根据需要灵活更换。

优选的，所述封堵为T形螺栓，所述连接杆的端部设有与T形螺栓匹配的内螺纹孔。

优选的，所述安装槽的侧壁上还均匀分布有多个与流体通道连通的喷水孔一，安装槽的底部设有与流体通道连通的喷水孔二。可在切削煤层时，喷水辅助切削，还可将安装槽内的煤屑冲走，确保刀臂的合并安全。

优选的，所述连接件一上设有内螺纹孔，连接件一通过内螺纹孔与钻杆可拆卸链接。

优选的，所述连接件二上设有外螺纹，连接件二通过外螺纹与钻头可拆卸链接。

优选的，所述刀臂与连接盘连接的一端固定有挡块，所述挡块的外侧固定有弹性缓冲层。该处设置可对刀臂起到缓冲作用，降低刀臂的损伤。

优选的，所述刀臂外表面上设有高强度耐磨金属层，提高耐磨效果。

本实用新型还包括能够使一种矿用扩孔刀具正常使用的其它组件，如与流体通道连通的高压水源，钻杆及钻头，控制钻杆转动的控制组件，控制高压水进入流体通道的控制组件等均为本领域的常规技术手段。另外，本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段及常用设备，钻杆、钻头均为现有技术，此处不再赘述。

本实用新型的工作原理是，该矿用扩孔刀具刀臂的打开由钻杆旋转驱动产生的离心力提供动力，刀臂的闭合则由弹簧提供动力。具体的，进行扩孔作业时，通过钻头钻孔后使扩孔刀具进入煤层段的孔内，然后增加钻杆转速，刀臂在离心力的作用下慢慢向外打开，两侧刀臂开始接触煤体，随着离心力不断增大，刀臂打开角度也不断增加，齿条向内压缩弹簧储能，刀臂在钻杆带动下转动切割煤体。随着转速不断增大，刀体与刀臂之间的角度慢慢增大至完全张开呈90°夹角，推进钻杆向前进行扩孔作业，此时可以调低钻杆转速，确保刀臂与孔壁接触切割煤体，刀臂切割煤壁形成洞穴后，再次调低钻杆转速，离心力逐渐减小，被压缩的弹簧推动齿条带动刀臂向内运动逐渐闭合，刀臂进行扩孔及刀臂闭合过程中，安装槽的喷水孔一及喷水孔二向外喷射水流辅助破煤并冲洗安装槽内掉落的煤屑，确保刀臂可顺利收回。

本实用新型的有益效果，整体结构合理，可随钻作业，避免了钻孔后，更换其他设备进行扩孔的操作，提高了效率；通过钻杆转动产生的离心力使刀臂打开，无需外加高压动力，增加了安全性，降低设备要求；在扩孔作业时，刀臂安装槽中的喷水孔一及喷水孔二向外喷射水流可以浸润破碎煤体并冲走安装槽内的煤屑，防止刀臂收回时产生卡钻的情况产生；刀臂采用连接杆与可转动可更换的刀片的结构，在扩孔过程汇中，刀片可转动，增大了刀片的磨损范围，提高了刀片的使用寿命，同时刀片的正多边形设置及切削齿的分布提高了刀片的切削效果。整体灵活度和可靠性高，不易卡涩，退钻方便，扩孔效率高，减少了设备投入，实现良好的扩孔效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种矿用扩孔刀具的外部结构示意图；

图2是图1的内部结构示意图；

图3是图2中刀臂打开90度时的状态图；

图4是图3中A-A处的剖视图。

图中：1、刀体；2、连接杆；3、内螺纹孔；4、轴销；5、挡块；6、活塞一；7、切削齿；8、弹簧；9、外螺纹；10、活塞二；11、齿条；12、喷水孔一；13、流体通道；14、刀片；15、T形螺栓；16、安装槽；17、喷水孔二；18、连接盘；19、推杆。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图以及具体实施例对本实用新型进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例

如图1-4所示，本实用新型提供了一种矿用扩孔刀具，包括刀体1，所述刀体1内沿中心轴线设有流体通道13，所述刀体1的一端固定有连接件一，刀体1的另一端固定有连接件二；所述连接件一与钻杆可拆卸连接，所述连接件二与钻头可拆卸连接；所述刀体1上沿周向均匀设置两个安装槽16，所述安装槽16内设有刀臂，所述刀臂连接有驱动组件；

所述驱动组件包括活塞一6、弹簧8、活塞二10及推杆19；所述活塞一6设置在流体通道13靠近连接件二的一端，所述弹簧8的一端套设在活塞一6上，弹簧8的另一端与活塞二10连接，所述活塞二10靠近连接件一的一端与推杆固定连接，所述推杆19的外壁上沿周向均匀固定两条齿条11，所述齿条11与安装槽16一一对应，所述刀臂的一端固定连接有连接盘18，所述连接盘18的中心通过轴销4与安装槽16的一端铰连接，连接盘18的外沿固定有1/4圈的齿牙，所述安装槽16通过通孔与流体通道13连通，所述齿牙通过通孔与对应的齿条11啮合。实际使用时，可在销轴4连接处涂抹润滑油并加盖保护塞，以减小刀臂转动时的摩擦力并防止煤屑进入。弹簧、活塞均可采用可拆卸连接结构，便于更换，以保证刀具工作的可靠性，并延长整体使用寿命。

所述刀臂包括连接杆2及刀片14，所述连接杆2的一端与连接盘18固定连接，所述刀片14套设在连接杆2上并可绕连接杆2自由转动，连接杆2的另一端设有封堵，所述刀片14的剖面为正三角形，刀片14上设有三条切削齿7，刀片14的切削齿7分布在正三角形各顶点所在的棱上。该处设置在刀片14切削煤层时可绕连接杆2转动，提高磨损面的面积，提高刀片14的使用寿命，提高切削效果，刀片14可根据需要灵活更换。刀片14材质采用合金钢，切削齿材质选用为yg8合金。

所述封堵为T形螺栓15，所述连接杆2的端部设有与T形螺栓15匹配的内螺纹孔。

所述安装槽16的侧壁上还均匀分布有多个与流体通道13连通的喷水孔一12，安装槽16的底部设有与流体通道13连通的喷水孔二17。可在切削煤层时，喷水辅助切削，还可将安装槽16内的煤屑冲走，确保刀臂的合并安全。

所述连接件一上设有内螺纹孔3，连接件一通过内螺纹孔3与钻杆可拆卸链接。

所述连接件二上设有外螺纹9，连接件二通过外螺纹9与钻头可拆卸链接。

所述刀臂与连接盘18连接的一端固定有挡块5，所述挡块5的外侧固定有弹性缓冲层。该处设置可对刀臂起到缓冲作用，降低刀臂的损伤。挡块为合金钢材质，弹性缓冲层为硅胶。

所述刀臂外表面上电镀有高强度耐磨金属层，高强耐磨金属层的材质为27SiMn材质，该材质强度高，耐磨性好，有利于提高装置的可靠性。

在进行扩孔作业时，提高钻杆转速，刀臂连接的连接盘18的齿牙与齿条11啮合，齿条11推动活塞二10向上移动，同时弹簧8由正常状态变为压缩状态并储能，刀臂在离心力的作用下围绕销轴4旋转并慢慢打开，随着转速不断增大，离心力也不断增大，刀臂打开的角度也不断增大至完全张开，完全张开时刀臂与刀体1呈90°夹角，此时在挡块5的作用下，刀臂不再继续转动。刀臂完全张开后，操作钻机使刀具向孔底推送，此时可以调低钻杆转速，确保刀臂与钻孔孔壁充分接触并切割煤体。当扩孔完毕后，通过调低钻机转速，使刀臂所受的离心力逐渐减小，此时齿条11被压缩的弹簧8推动向反方向移动，齿条11后退过程中带动刀臂，使刀臂逐渐闭合收回安装槽16内。此时弹簧8由压缩状态变为正常状态，再继续退钻至规定位置进行扩孔。扩孔及闭合过程中流体通道13中的冲洗液(水)由安装槽16中的喷水孔一12及喷水孔二17向外喷射水流，辅助破煤并冲洗安装槽内掉落的煤块，确保刀臂可顺利收回。

本装置的刀臂开合无需高压水或高压气体等做为动力，仅仅依靠离心力和内部弹簧的作用完成刀臂的开合，实现扩孔作业，保证扩孔质量的同时减小了设备投入量，能极大的减少投入成本。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种矿用扩孔刀具，包括刀体，其特征在于：所述刀体内沿中心轴线设有流体通道，所述刀体的一端固定有连接件一，刀体的另一端固定有连接件二；所述连接件一与钻杆可拆卸连接，所述连接件二与钻头可拆卸连接；所述刀体上沿周向均匀设置多个安装槽，所述安装槽内设有刀臂，所述刀臂连接有驱动组件；

所述驱动组件包括活塞一、弹簧、活塞二及推杆；所述活塞一设置在流体通道靠近连接件二的一端，所述弹簧的一端套设在活塞一上，弹簧的另一端与活塞二连接，所述活塞二靠近连接件一的一端与推杆固定连接，所述推杆的外壁上沿周向均匀固定多条齿条，所述齿条与安装槽一一对应，所述刀臂的一端固定连接有连接盘，所述连接盘的中心通过轴销与安装槽的一端铰连接，连接盘的外沿固定有齿牙，所述安装槽通过通孔与流体通道连通，所述齿牙通过通孔与对应的齿条啮合。

2.根据权利要求1所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述刀臂包括连接杆及刀片，所述连接杆的一端与连接盘固定连接，所述刀片套设在连接杆上并可绕连接杆自由转动，连接杆的另一端设有封堵，所述刀片的剖面为正多边形，刀片上设有多条切削齿，刀片的切削齿分布在正多边形各顶点所在的棱上。

3.根据权利要求2所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述封堵为T形螺栓，所述连接杆的端部设有与T形螺栓匹配的内螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述安装槽的侧壁上还均匀分布有多个与流体通道连通的喷水孔一，安装槽的底部设有与流体通道连通的喷水孔二。

5.根据权利要求1所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述连接件一上设有内螺纹孔，连接件一通过内螺纹孔与钻杆可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述连接件二上设有外螺纹，连接件二通过外螺纹与钻头可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述刀臂与连接盘连接的一端固定有挡块，所述挡块的外侧固定有弹性缓冲层。

8.根据权利要求1所述的一种矿用扩孔刀具，其特征在于：所述刀臂外表面上设有高强度耐磨金属层。

Images