钻孔补煤装置的制作方法

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1.本实用新型涉及钻探工程技术领域，具体而言，涉及一种钻孔补煤装置。

背景技术：

2.地质钻探是一项用钻探工艺与专业机械设备钻取地下岩矿心，从而为地质矿产资源参数做出可靠评价的地质工程，其目的是为了查明地下的地质状况。在煤田地质钻探中煤层采取是钻孔质量的一个重要指标。煤层打丢、打薄，或采取率过低时，会给钻孔竣工质量验收和勘查报告钻孔质量评价带来直接影响，轻者因煤层质量问题会使整体钻孔工程质量达不到技术要求而降级，严重者便成为废孔，而重新打孔进行补采煤层会大大增加钻探成本。

技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种钻孔补煤装置，以解决现有技术中重新打孔进行补采煤层增加钻探成本的问题。
4.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种钻孔补煤装置，包括：泥浆泵，泥浆泵位于钻孔的孔口外；水压伸缩器，水压伸缩器位于钻孔内，水压伸缩器的一端与泥浆泵连接，水压伸缩器包括活塞和拉杆，活塞与拉杆连接；扩孔器，扩孔器与拉杆连接，扩孔器包括扩孔支架，泥浆泵驱动水在水压伸缩器内流动，活塞在水压的作用下带动拉杆沿钻孔的轴向方向运动，以带动扩孔支架沿钻孔的径向方向张开并刮切煤块。
5.进一步地，水压伸缩器还包括：钻杆，钻杆的第一端与泥浆泵连接；异径接手，异径接手的第一端与钻杆的第二端连接；第一钢管，第一钢管与异径接手的第二端连接；第二钢管，第二钢管设置于第一钢管内，第二钢管与第一钢管之间形成供水流动的环形管道，活塞设置于第二钢管内，拉杆穿设于第二钢管内。
6.进一步地，扩孔支架包括上固定支座，上固定支座套设于第一钢管的底部，且部分的拉杆穿设于上固定支座并延伸至第二钢管内，上固定支座上设置有两个第一活动杆，且两个第一活动杆分别位于拉杆的两侧设置。
7.进一步地，扩孔支架包括下固定支座，下固定支座套设于拉杆上，下固定支座位于上固定支座的下方，下固定支座上设置有两个第二活动杆，且两个第二活动杆分别位于拉杆的两侧设置，各第二活动杆通过各活动支座与各第一活动杆可活动地连接，各活动支座上均设置有割刀。
8.进一步地，水压伸缩器还包括：弹性件，位于第二钢管内的拉杆上设置有弹性件。
9.进一步地，钻孔补煤装置还包括：漏斗，漏斗与拉杆连接，且漏斗位于扩孔支架的下方。
10.进一步地，钻孔补煤装置还包括：第一密封部，第一密封部设置于第二钢管内，弹性件位于第一密封部与活塞之间。
11.进一步地，钻孔补煤装置还包括：第二密封部，第二密封部设置于第二钢管内，第
二密封部位于活塞的下方。
12.进一步地，弹性件包括弹簧。
13.进一步地，第二钢管上开设有进水口，环形管道上开设有出水口。
14.应用本实用新型的技术方案，通过泥浆泵驱动水在水压伸缩器内流动，活塞在水压的作用下带动拉杆沿钻孔的轴向方向运动，进而带动扩孔支架沿钻孔的径向方向张开并刮切煤层，实现了在原钻孔中，针对打丢、打薄、或采取率过低的煤层进行二次采取的技术效果，既满足了钻孔工程质量要求，又大大降低了钻探成本。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本实用新型的钻孔补煤装置的第一实施例的结构示意图；
17.图2示出了根据本实用新型的钻孔补煤装置的第二实施例的结构示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：
19.1、钻杆；2、异径接手；3、第一进水口；4、拉杆；5、第一密封部；6、出水口；7、弹性件；8、活塞；9、进水口；10、第二密封部；11、上固定支座；12、割刀；13、下固定支座；14、活动支座；15、漏斗；16、扩孔支架；19、第二钢管；20、钻孔；21、固定螺母；22、第一钢管；23、漏水孔；a、煤层。
具体实施方式
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
21.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
22.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描
述。
24.结合图1和图2所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种钻孔补煤装置。
25.具体地，钻孔补煤装置包括：泥浆泵、水压伸缩器和扩孔器，泥浆泵位于钻孔20的孔口外；水压伸缩器位于钻孔20内，水压伸缩器的一端与泥浆泵连接，水压伸缩器包括活塞8和拉杆4，活塞8与拉杆4连接，扩孔器与拉杆4连接，扩孔器包括扩孔支架16，泥浆泵驱动水在水压伸缩器内流动，活塞8在水压的作用下带动拉杆4沿钻孔20的轴向方向运动，以带动扩孔支架16沿钻孔20的径向方向张开并刮切煤块。
26.应用本实施例的技术方案，通过泥浆泵驱动水在水压伸缩器内流动，活塞8在水压的作用下带动拉杆4沿钻孔20的轴向方向运动，进而带动扩孔支架16沿钻孔20的径向方向张开并刮切煤层，实现了在原钻孔20中，针对打丢、打薄、或采取率过低的煤层进行二次采取的技术效果，既满足了钻孔工程质量要求，又大大降低了钻探成本。
27.进一步地，水压伸缩器还包括钻杆1、异径接手2、第一钢管22和第二钢管19，钻杆1的第一端与泥浆泵连接，异径接手2的第一端与钻杆1的第二端连接，第一钢管22与异径接手2的第二端连接，第二钢管19设置于第一钢管22内，第二钢管19与第一钢管22之间形成供水流动的环形管道，活塞8设置于第二钢管19内，拉杆4穿设于第二钢管19内。其中，钻杆1包括中空结构，异径接手2与环形管道之间开设有第一进水口3，在开启孔口外泥浆泵时，水从第一进水口3内进入环形管道，并推动活塞8带动拉杆4运动。这样设置使得水压伸缩器的结构简单、可靠。
28.进一步地，扩孔支架16包括上固定支座11，上固定支座11套设于第一钢管22的底部，且部分的拉杆4穿设于上固定支座11并延伸至第二钢管19内，上固定支座11上设置有两个第一活动杆，且两个第一活动杆分别位于拉杆4的两侧设置。进一步地，扩孔支架16包括下固定支座13，下固定支座13套设于拉杆4上，下固定支座13位于上固定支座11的下方，下固定支座13上设置有两个第二活动杆，且两个第二活动杆分别位于拉杆4的两侧设置，各第二活动杆通过各活动支座14与各第一活动杆可活动地连接，各活动支座14上均设置有割刀12。在本实施例中，当活塞8带动拉杆4运动时，下固定支座13随拉杆4一起运动，从而改变上固定支座11与下固定支座13之间的距离，进而带动第一活动杆与第二活动杆向外扩张或向内收缩。当第一活动杆与第二活动杆向外扩张时，将带动活动支座14运动，从而通过活动支座14上的割刀12刮切煤层。这样设置使得扩孔器的结构简单、可靠。
29.其中，水压伸缩器还包括弹性件7，位于第二钢管19内的拉杆4上设置有弹性件7。优选地，弹性件7为弹簧。在本实施例中，通过设置弹簧，在无水压的情况下，弹簧释放弹性弹性势能推动活塞8，活塞8带动拉杆4、扩孔支架16自动复位，而在有水压的情况下，活塞8受水力与弹簧弹力保持相对平衡状态时扩孔支架16完全张开，从而通过割刀12刮切煤层，进一步提高了水压伸缩器的可靠性。
30.进一步地，钻孔补煤装置还包括漏斗15，漏斗15与拉杆4连接，且漏斗15位于扩孔支架16的下方。在本实施例中，漏斗15的底部设置有固定螺母21，漏斗15与拉杆4通过固定螺母21锁紧。其中，刮切的煤块落入到漏斗15中，漏斗15内开设有漏水孔23，通过漏水孔23能够将水分过滤，以确保煤块处于干燥的环境中。
31.进一步地，钻孔补煤装置还包括第一密封部5，第一密封部5设置于第二钢管19内，弹性件7位于第一密封部5与活塞8之间。这样设置确保了活塞8上部与第二钢管19之间的密
封性。
32.进一步地，钻孔补煤装置还包括第二密封部10，第二密封部10设置于第二钢管19内，第二密封部10位于活塞8的下方。这样设置确保了活塞8下部与第二钢管19之间的密封性。
33.本技术的钻孔补煤装置通过在水压伸缩器前加装扩孔器，水压伸缩器在泥浆泵泵压的作用下将扩孔器张开进行补打煤层，当停泵后扩孔器在弹簧的作用下自动收回，然后在钻孔20中进行上提或下放。具体地，本技术的钻孔补煤装置工作原理如下：
34.1、在补打煤层前或补打煤层后的情况下，扩孔支架16在水压伸缩器弹簧的作用下为收回状态(如图1所示)，此时在钻孔中进行上提或下放。
35.2、在补打煤层时，开启孔口外泥浆泵，泥浆泵首先将水从水压伸缩器的第一进水口3压入到第一钢管22和第二钢管19之间形成的环形管道中，然后通过进水口9进入第二钢管19与拉杆4的液压腔内，最后在2.4-3.8mp水压下推动活塞8，由活塞8带动拉杆4，在拉杆4作用下将扩孔器的扩孔支架16张开，当活塞8通过出水口6时，水从第二钢管19中直接进入钻孔20。当活塞8受水力与弹簧弹力保持相对平衡状态时扩孔器的扩孔支架16完全张开(如图2所示)，此时可转动钻杆1带动扩孔器进行切割煤层。
36.以在某煤矿施工1310钻孔补打17、18煤层(数字1310代表钻孔的孔厚，数字17、18分别代表第17层煤层、第18层煤层)为例，采用该钻孔补煤装置的使用过程如下：首先，将钻孔补煤装置下到煤层中200-300mm，慢慢开车，同时开泵，水从钻杆1进入异径接手2，再从第一进水口3压入到第一钢管22和第二钢管19的环形管道中，然后通过进水口9进入第二钢管19与拉杆4的液压腔内，最后在2.4-3.8mp水压下推动活塞8，由活塞8带动拉杆4将扩孔支架16张开后，往上慢扫，扫不动时就是顶板。确定层位后，先开车回转，然后开泵，上下串动，扩孔支架16逐渐全部张开时，从上向下刮切，每次刮切0.5m。按上述操作方法，可以刮切长40mm、宽40mm的煤块落入漏斗15，这样补打的煤块完全能够满足煤样化验的技术要求。当补打煤层结束后，停止孔口外泥浆泵，在无水压的情况下，弹簧释放弹性势能推动活塞，活塞带动拉杆、扩孔支架和漏斗自动复位，此时可将补煤装置从钻孔中提出。在本实施例中，钻杆1采用钻杆，第一钢管22采用地质钢管，第二钢管19采用地质钢管。图1、图2中a所示为煤层。
37.采用本技术的钻孔补煤装置，在煤层打丢、打薄，或采取率过低时能够通过对煤层进行二次采取而及时补救，大大降低了钻探成本。本技术的钻孔补煤装置结构简单、使用方便、实用性强。
38.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
39.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施
例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
40.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种钻孔补煤装置，其特征在于，包括：泥浆泵，所述泥浆泵位于钻孔(20)的孔口外；水压伸缩器，所述水压伸缩器位于所述钻孔(20)内，所述水压伸缩器的一端与所述泥浆泵连接，所述水压伸缩器包括活塞(8)和拉杆(4)，所述活塞(8)与所述拉杆(4)连接；扩孔器，所述扩孔器与所述拉杆(4)连接，所述扩孔器包括扩孔支架(16)，所述泥浆泵驱动水在所述水压伸缩器内流动，所述活塞(8)在水压的作用下带动所述拉杆(4)沿所述钻孔(20)的轴向方向运动，以带动所述扩孔支架(16)沿所述钻孔(20)的径向方向张开并刮切煤块。2.根据权利要求1所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述水压伸缩器还包括：钻杆(1)，所述钻杆(1)的第一端与所述泥浆泵连接；异径接手(2)，所述异径接手(2)的第一端与所述钻杆(1)的第二端连接；第一钢管(22)，所述第一钢管(22)与所述异径接手(2)的第二端连接；第二钢管(19)，所述第二钢管(19)设置于所述第一钢管(22)内，所述第二钢管(19)与所述第一钢管(22)之间形成供水流动的环形管道，所述活塞(8)设置于所述第二钢管(19)内，所述拉杆(4)穿设于所述第二钢管(19)内。3.根据权利要求2所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述扩孔支架(16)包括上固定支座(11)，所述上固定支座(11)套设于所述第一钢管(22)的底部，且部分的所述拉杆(4)穿设于所述上固定支座(11)并延伸至所述第二钢管(19)内，所述上固定支座(11)上设置有两个第一活动杆，且两个所述第一活动杆分别位于所述拉杆(4)的两侧设置。4.根据权利要求3所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述扩孔支架(16)包括下固定支座(13)，所述下固定支座(13)套设于所述拉杆(4)上，所述下固定支座(13)位于所述上固定支座(11)的下方，所述下固定支座(13)上设置有两个第二活动杆，且两个所述第二活动杆分别位于所述拉杆(4)的两侧设置，各所述第二活动杆通过各活动支座(14)与各所述第一活动杆可活动地连接，各所述活动支座(14)上均设置有割刀(12)。5.根据权利要求2所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述水压伸缩器还包括：弹性件(7)，位于所述第二钢管(19)内的所述拉杆(4)上设置有所述弹性件(7)。6.根据权利要求1所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述钻孔补煤装置还包括：漏斗(15)，所述漏斗(15)与所述拉杆(4)连接，且所述漏斗(15)位于所述扩孔支架(16)的下方。7.根据权利要求5所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述钻孔补煤装置还包括：第一密封部(5)，所述第一密封部(5)设置于所述第二钢管(19)内，所述弹性件(7)位于所述第一密封部(5)与所述活塞(8)之间。8.根据权利要求2所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述钻孔补煤装置还包括：第二密封部(10)，所述第二密封部(10)设置于所述第二钢管(19)内，所述第二密封部(10)位于所述活塞(8)的下方。9.根据权利要求5所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述弹性件(7)包括弹簧。10.根据权利要求2所述的钻孔补煤装置，其特征在于，所述第二钢管(19)上开设有进
水口(9)，所述环形管道上开设有出水口(6)。

技术总结

本实用新型提供了一种钻孔补煤装置，包括：泥浆泵，泥浆泵位于钻孔的孔口外；水压伸缩器，水压伸缩器位于钻孔内，水压伸缩器的一端与泥浆泵连接，水压伸缩器包括活塞和拉杆，活塞与拉杆连接；扩孔器，扩孔器与拉杆连接，扩孔器包括扩孔支架，泥浆泵驱动水在水压伸缩器内流动，活塞在水压的作用下带动拉杆沿钻孔的轴向方向运动，以带动扩孔支架沿钻孔的径向方向张开并刮切煤块。应用本实用新型的技术方案，实现了在原钻孔中，针对打丢、打薄、或采取率过低的煤层进行二次采取的技术效果，既满足了钻孔工程质量要求，又大大降低了钻探成本。又大大降低了钻探成本。又大大降低了钻探成本。