本發明專利技術公開一種旋風式噴射鉆頭，該鉆頭包括設有空腔的鉆頭體，在所述鉆頭體端部中間設置有與該空腔連通的取樣口，所述鉆頭體端部設置有用于鉆進和取樣的切削刀頭，所述鉆頭體壁上靠近切削刀頭處設置有與空腔連通的旋流噴射孔，所述旋流噴射孔中心線與鉆頭體軸線在空間內相互交錯，本發明專利技術旋風式噴射鉆頭通過噴射出旋轉的壓縮空氣使煤屑壓入取樣通道，達到快速、準確的進行取樣，且能夠節省取樣時間，取樣時間減少到2～5分鐘左右，提高取樣深度達到100米以上、提高煤礦取樣工作效率和安全性，降低瓦斯災害事故。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鉆頭領域，具體是涉及一種旋風式噴射鉆頭。
技術介紹
目前煤礦瓦斯災害治理以區域防治為主、局部措施為補充，區域瓦斯參數的快速測定技術成為急需解決的問題，因而深孔取樣是需要解決的首要問題；現有深層瓦斯的取樣方式主要有巖心管取樣、螺旋鉆進孔口接煤粉、壓風引射取樣等，這些取樣方法在取樣過程中其取樣時間普遍在30分鐘左右，而且取樣深度在30米左右。其主要原因在于鉆頭，使用這種普通鉆頭存在取樣速度慢和取樣深度淺，造成實際取樣工作中取樣時間長和不能定點取樣的問題，嚴重阻礙了煤層開采的生產效力，制約著生產力的發展； 針對上述不足，需要研發一種新的深孔瓦斯取樣鉆頭，使其能夠快速、準確的進行取樣，且能夠節省取樣時間、提高取樣深度、提高煤礦取樣工作效率和安全性，降低瓦斯災害事故。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種旋風式噴射鉆頭，該鉆頭通過噴射出旋轉的壓縮空氣使煤屑壓入取樣通道，達到快速、準確的進行取樣，且能夠節省取樣時間、提高取樣深度、提高煤礦取樣工作效率和安全性，降低瓦斯災害事故。為達到上述目的，本專利技術旋風式噴射鉆頭包括設有空腔的鉆頭體，在所述鉆頭體端部中間設置有與該空腔連通的取樣口，所述鉆頭體端部設置有用于鉆進和取樣的切削刀頭，所述鉆頭體壁上靠近切削刀頭處設置有與空腔連通的旋流噴射孔，所述旋流噴射孔中心線與鉆頭體軸線在空間內相互交錯。進一步，所述旋流噴射孔中心線與鉆頭體鉆進方向形成5° 60°的夾角和切削刀頭切削面形成30° 80°夾角。進一步，所述切削刀頭設置為3個或4個且均勻分布，所述旋流噴射孔中心線延長線穿過切削刀頭的側壁。進一步，所述切削刀頭的側壁設置為凹形曲面。進一步，所述鉆頭體內空腔處安裝有環形噴射器，環形噴射器與鉆頭體內壁之間形成環形內腔。進一步，所述環形噴射器包括依次螺紋連接的第一管體、中間管體和第二管體，所述第一管體端部設置有與取樣口連通的喇叭口形進料口，所述中間管體上與第一管體連接的端部處設置有與進料口連通的喇叭口形回風腔，所述第二管體上設置有與喇叭口形回風腔連通的出料口，所述第一管體上設置有連通環形內腔和回風腔的回風噴射孔。進一步，所述第一管體端部外壁與鉆頭體螺紋密封連接，所述第二管體末端設置有密封槽和設在該密封槽內的密封圈。本專利技術的有益效果在于 1.本專利技術旋風式噴射鉆頭通過設置有旋流噴射孔，該旋流噴射孔噴射出旋轉的壓縮空氣使煤屑壓入取樣口，達到快速、準確的進行取樣，且能夠節省取樣時間、提高取樣深度、提高煤礦取樣工作效率和安全性，降低瓦斯災害事故； 2.本專利技術旋風式噴射鉆頭通過設置有環形噴射器，通過該環形噴射器在取樣時產生抽吸效果，可以提高取樣速度； 3.本專利技術旋風式噴射鉆頭通過設置旋流噴射孔和環形噴射器后，該鉆頭取樣深度可以達到100米以上，取樣速度能夠提高到500g/min，取樣時間減少到2分鐘左右。附圖說明圖1為本專利技術旋風式噴射鉆頭的剖視 圖2為本專利技術旋風式噴射鉆頭中環形噴射器的剖視圖。附圖標記1_鉆頭體；2_切削刀頭；3_環形噴射器；4_旋流噴射孔；5_取樣口 ；6-環形空腔；7_回風噴射孔；8_第一管段；9_中間管段；10-第二管段；11-進料口； 12-出料口； 13-回風腔；14-密封圈。具體實施例方式下面將結合附圖，對本專利技術的優選實施例進行詳細的描述。如圖1所示為本專利技術旋風式噴射鉆頭的剖視圖，本專利技術旋風式噴射鉆頭包括設有空腔的鉆頭體1，在所述鉆頭體I端部中間設置有與該空腔連通的取樣口 5，所述鉆頭體I端部設置有用于鉆進和取樣的切削刀頭2，所述鉆頭體I壁上靠近切削刀頭2處設置有與空腔連通的旋流噴射孔4，所述旋流噴射孔4中心線與鉆頭體I軸線在空間內相互交錯，本實施例旋風式噴射鉆頭是通過配合雙壁鉆桿和鉆機等設備使用。正常鉆進時，鉆機帶動旋風式噴射鉆頭向前鉆進，切削刀頭2破碎煤巖，旋流噴射孔4和取樣口 5同時噴射壓縮空氣進行鉆進排渣，實現鉆孔，其中旋流噴射孔4噴射出壓縮空氣是旋轉狀態。取樣時，旋流噴射孔4繼續噴射出旋轉的壓縮空氣，取樣口 5停止噴射壓縮空氣而采用抽氣狀態，通過切削刀頭2破碎下的煤屑在旋流噴射孔4噴出壓縮空氣的旋流作用和取樣口 5的抽吸作用下被壓入取樣口 5內，并通過雙壁鉆桿快速輸送至孔口。進一步,所述旋流噴射孔中心線4與鉆頭體I鉆進方向形成5° 60°的夾角和切削刀頭2切削面形成30° 80°夾角。進一步，所述切削刀頭2設置為3個或4個且均勻分布，所述旋流噴射孔4中心線延長線穿過切削刀頭2的側壁，所述切削刀頭2的側壁表面設置為凹形曲面，本實施例優選的所述旋流噴射孔4設置為4個，通過旋流噴射孔4噴射出旋轉的的壓縮空氣在切削刀頭2的側壁的作用下，旋轉的范圍更大，將更多的煤屑壓入至取樣口 5。進一步，所述鉆頭體I內空腔處安裝有環形噴射器3，環形噴射器3與鉆頭體I內壁之間形成環形內腔6，壓縮空氣通過環形內腔6后由旋流噴射孔4噴射出，通過設有環形噴射器3，被壓入取樣口 5的煤屑被吸入環形噴射器3通道內，本實施例中環形噴射器3在取樣時可以產生較好抽吸效果，提高取樣速度，且通過旋流噴射孔4和環形噴射器3的組合可以實現雙壁鉆桿內氣流控制和固氣比控制，實現煤層快速取樣的目的，相比較現有的巖心管取樣、螺旋鉆進孔口接煤粉、常規的壓風引射取樣等，該結構簡單且取樣工藝簡單。如圖2所示為本專利技術旋風式噴射鉆頭中環形噴射器的剖視圖，所述環形噴射器3包括依次螺紋連接的第一管體8、中間管體9和第二管體10,所述第一管體8端部設置有與取樣口 5連通的喇叭口形進料口 11，所述中間管體9上與第一管體8連接的端部處設置有與進料口 11連通的喇叭口形回風腔13，所述第二管體10上設置有與喇叭口形回風腔13連通的出料口 12，所述第一管體8壁上設置有連通環形內腔6和回風腔13的回風噴射孔7，優選的回風噴射孔7均布設置在第一管體8壁上，所述第一管體8端部外壁與鉆頭體I螺紋密封連接，所述第二管體末端設置有密封槽和設在該密封槽內的密封圈14，在取料時，壓縮空氣一部分通過環形內腔6后由旋流噴射孔4噴射出，另一部分通過回風噴射孔7進入喇叭口形回風腔12，在壓縮空氣和喇叭口形回風腔13作用下，使環形噴射器3進料口 11產生抽吸效果，從而使煤粉通過出料口 12進入雙壁鉆桿內管，并輸送至孔口，實現快速取樣，本實施例可以通過環形噴射器3的回風噴射孔7調節合理固氣比。最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本專利技術進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本專利技術權利要求書所限定的范圍。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種旋風式噴射鉆頭，包括設有空腔的鉆頭體，在所述鉆頭體端部中間設置有與該空腔連通的取樣口，所述鉆頭體端部設置有用于鉆進和取樣的切削刀頭，其特征在于：所述鉆頭體壁上靠近切削刀頭處設置有與空腔連通的旋流噴射孔，所述旋流噴射孔中心線與鉆頭體軸線在空間內相互交錯。
【技術特征摘要】
1.一種旋風式噴射鉆頭，包括設有空腔的鉆頭體，在所述鉆頭體端部中間設置有與該空腔連通的取樣口，所述鉆頭體端部設置有用于鉆進和取樣的切削刀頭，其特征在于:所述鉆頭體壁上靠近切削刀頭處設置有與空腔連通的旋流噴射孔，所述旋流噴射孔中心線與鉆頭體軸線在空間內相互交錯。2.如權利要求1所述的旋風式噴射鉆頭，其特征在于:所述旋流噴射孔中心線與鉆頭體鉆進方向形成5° 60°夾角和切削刀頭切削面形成30° 80°夾角。3.如權利要求1或2所述的旋風式噴射鉆頭，其特征在于:所述切削刀頭設置為3個或4個且均勻分布，所述旋流噴射孔中心線延長線穿過切削刀頭的側壁。4.如權利要求3所述的旋風式噴射鉆頭，其特征在于:所述切削刀頭...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡千庭，文光才，隆清明，王藝樹，康建寧，鄒銀輝，韓承強，李秋林，李建功，雷紅艷，呂貴春，劉勝，牟景珊，
申請(專利權)人：中煤科工集團重慶研究院，
類型：發明
國別省市：
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