1.本發(fā)明涉及反井鉆機技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤及破巖方法。

背景技術(shù)：

2.擴孔刀盤包括盤體和安裝于盤體上的滾刀，盤體用以固定滾刀，使用時主軸帶動盤體轉(zhuǎn)動，滾刀圍繞主軸中心線做圓周運動，進行切削，主要用于對深井隧道的鉆鑿，隨著我國地下采礦業(yè)的逐漸規(guī)?；?，礦山對大直徑、深天井的開拓需求越來越大，因此擴孔刀盤在鉆井行業(yè)中的使用越來越普遍?，F(xiàn)有的擴孔刀盤在使用過程中主要由滾刀滾壓破巖，滾刀極易磨損，導(dǎo)致需要經(jīng)常更換滾刀。因此，本發(fā)明提供一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，一方面提供了一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤。

4.一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，包括盤體，所述盤體頂部邊緣均勻分布有多組鑲齒滾刀，所述盤體頂部中心設(shè)有拉桿，所述拉桿內(nèi)部設(shè)有容納腔，所述拉桿下部外壁滑動連接有沿所述拉桿周向均勻分布的多個脹塊，所述脹塊能夠沿所述拉桿徑向滑動至所述拉桿外部，所述容納腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動所述脹塊滑動的驅(qū)動機構(gòu)，所述盤體底部為鏤空狀。

5.優(yōu)選地，每組所述鑲齒滾刀為兩個，兩個所述鑲齒滾刀軸線的水平面的投影夾角為18

°

，且所述夾角指向所述拉桿；其中一個所述鑲齒滾刀直徑較大的一端靠近所述拉桿，另一個所述鑲齒滾刀直降較小的一端靠近所述拉桿。

6.優(yōu)選地，所述盤體包括底盤、支架、支撐板和筋板，所述底盤上設(shè)有多個鏤空區(qū)，所述支架與所述底盤垂直且固定連接，所述支撐板設(shè)于所述支架頂端，所述筋板分別與支架和支撐板固定連接，所述鑲齒滾刀設(shè)于所述支撐板頂部。

7.優(yōu)選地，所述鑲齒滾刀為四組，所述脹塊為四個。

8.本發(fā)明另一方面提供了一種破巖方法，所述破巖方法基于上述鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤實現(xiàn)，所述破巖方法包括如下步驟：

9.(1)、鉆桿沿導(dǎo)孔深入井筒底部，安裝鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤；

10.(2)、地面主機為鉆桿提供扭矩和拉力，鑲齒滾刀接觸巖石后發(fā)生旋轉(zhuǎn)，滾壓破巖，鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤向上鉆進一個行程；

11.(3)、鉆桿停止旋轉(zhuǎn)和拉動，拉桿內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)啟動，驅(qū)動脹塊移動至拉桿外部漲裂破巖，破碎后的巖石通過盤體底部的鏤空部分掉落；

12.(4)、拉桿內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)控制脹塊收縮后，停止工作；

13.(5)、重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，開始下一個行程作業(yè)，直到鉆脹組合式破巖的反井

鉆機擴孔刀盤鉆出地面。

14.對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

15.本發(fā)明將鑲齒滾刀破巖和脹裂破巖兩種方式相結(jié)合，先通過鑲齒滾刀進行滾壓破巖，鑲齒滾刀破巖后形成環(huán)形腔，再通過脹塊對環(huán)形腔內(nèi)側(cè)的巖石進行脹裂破碎，不僅作業(yè)安全，節(jié)省能耗，還能減少刀具磨損，提高硬巖破碎效率。

附圖說明

16.附圖1為本發(fā)明的鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

17.附圖2為本發(fā)明的鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤的俯視圖；

18.附圖3為本發(fā)明中的盤體的結(jié)構(gòu)示意圖；

19.附圖4為本發(fā)明中的破巖原理圖；

20.附圖5為本發(fā)明的破巖方法流程圖。

21.附圖標記說明

22.1-盤體，2-鑲齒滾刀，3-拉桿，4-脹塊，5-刀座，6-底盤，7-支架，8-支撐板，9-筋板。

具體實施方式

23.下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所限定的范圍。

24.如附圖1至附圖4所示，本發(fā)明實施例提供了一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，包括盤體1，所述盤體1頂部邊緣均勻分布有多組鑲齒滾刀2，所述盤體1頂部中心設(shè)有拉桿3，所述拉桿3內(nèi)部設(shè)有容納腔，所述拉桿3下部外壁滑動連接有沿所述拉桿3周向均勻分布的多個脹塊4，所述脹塊4能夠沿所述拉桿3徑向滑動至所述拉桿3外部，所述容納腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動所述脹塊4滑動的驅(qū)動機構(gòu)，所述盤體1底部為鏤空狀。具體地，鑲齒滾刀2可設(shè)置為四組，鑲齒滾刀2通過刀座5安裝在盤體1上；脹塊4可設(shè)置為四個，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動脹塊4沿拉桿3徑向滑動至拉桿3外部，擠壓巖石，對巖石進行脹裂破巖，驅(qū)動機構(gòu)還能驅(qū)動脹塊4收縮；盤體1底部設(shè)置為鏤空狀，用于使脹裂后的碎石通過并下落。

25.在一些實施例中，每組所述鑲齒滾刀2為兩個，兩個所述鑲齒滾刀2軸線的水平面的投影夾角為18

°

，且所述夾角指向所述拉桿3；其中一個所述鑲齒滾刀2直徑較大的一端靠近所述拉桿3，另一個所述鑲齒滾刀2直降較小的一端靠近所述拉桿3。

26.在一些實施例中，所述盤體1包括底盤6、支架7、支撐板8和筋板9，所述底盤6上設(shè)有多個鏤空區(qū)，所述支架7與所述底盤6垂直且固定連接，所述支撐板8設(shè)于所述支架7頂端，所述筋板9分別與支架7和支撐板8固定連接，所述鑲齒滾刀2設(shè)于所述支撐板8頂部。

27.本發(fā)明實施例還提供了一種破巖方法，所述破巖方法基于上述鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤實現(xiàn)，所述破巖方法包括如下步驟：

28.(1)、鉆桿沿導(dǎo)孔深入井筒底部，安裝鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤；

29.(2)、地面主機為鉆桿提供扭矩和拉力，鑲齒滾刀2接觸巖石后發(fā)生旋轉(zhuǎn)，滾壓破巖，鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤向上鉆進一個行程；

30.(3)、鉆桿停止旋轉(zhuǎn)和拉動，拉桿3內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)啟動，驅(qū)動脹塊4移動至拉桿3外部

漲裂破巖，破碎后的巖石通過盤體1底部的鏤空部分掉落；

31.(4)、拉桿3內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)控制脹塊4收縮后，停止工作；

32.(5)、重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，開始下一個行程作業(yè)，直到鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤鉆出地面。

33.使用本實施例中的鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤的破巖方法將鑲齒滾刀2破巖和脹裂破巖兩種方式相結(jié)合，先通過鑲齒滾刀2進行滾壓破巖，鑲齒滾刀2破巖后形成環(huán)形腔，再通過脹塊4對環(huán)形腔內(nèi)側(cè)的巖石進行脹裂破碎，不僅作業(yè)安全，節(jié)省能耗，還能減少刀具磨損，提高硬巖破碎效率。

技術(shù)特征：

1.一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，其特征在于，包括盤體，所述盤體頂部邊緣均勻分布有多組鑲齒滾刀，所述盤體頂部中心設(shè)有拉桿，所述拉桿內(nèi)部設(shè)有容納腔，所述拉桿下部外壁滑動連接有沿所述拉桿周向均勻分布的多個脹塊，所述脹塊能夠沿所述拉桿徑向滑動至所述拉桿外部，所述容納腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動所述脹塊滑動的驅(qū)動機構(gòu)，所述盤體底部為鏤空狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，其特征在于：每組所述鑲齒滾刀為兩個，兩個所述鑲齒滾刀軸線的水平面的投影夾角為18

°

，且所述夾角指向所述拉桿；其中一個所述鑲齒滾刀直徑較大的一端靠近所述拉桿，另一個所述鑲齒滾刀直降較小的一端靠近所述拉桿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，其特征在于：所述盤體包括底盤、支架、支撐板和筋板，所述底盤上設(shè)有多個鏤空區(qū)，所述支架與所述底盤垂直且固定連接，所述支撐板設(shè)于所述支架頂端，所述筋板分別與支架和支撐板固定連接，所述鑲齒滾刀設(shè)于所述支撐板頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤，其特征在于：所述鑲齒滾刀為四組，所述脹塊為四個。5.一種破巖方法，其特征在于：所述破巖方法基于權(quán)利要求1至5中任一項所述的鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤實現(xiàn)，所述破巖方法包括如下步驟：(1)、鉆桿沿導(dǎo)孔深入井筒底部，安裝鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤；(2)、地面主機為鉆桿提供扭矩和拉力，鑲齒滾刀接觸巖石后發(fā)生旋轉(zhuǎn)，滾壓破巖，鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤向上鉆進一個行程；(3)、鉆桿停止旋轉(zhuǎn)和拉動，拉桿內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)啟動，驅(qū)動脹塊移動至拉桿外部漲裂破巖，破碎后的巖石通過盤體底部的鏤空部分掉落；(4)、拉桿內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)控制脹塊收縮后，停止工作；(5)、重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，開始下一個行程作業(yè)，直到鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤鉆出地面。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種鉆脹組合式破巖的反井鉆機擴孔刀盤及破巖方法，該刀盤包括盤體，所述盤體頂部邊緣均勻分布有多組鑲齒滾刀，所述盤體頂部中心設(shè)有拉桿，所述拉桿內(nèi)部設(shè)有容納腔，所述拉桿下部外壁滑動連接有沿所述拉桿周向均勻分布的多個脹塊，所述脹塊能夠沿所述拉桿徑向滑動至所述拉桿外部，所述容納腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動所述脹塊滑動的驅(qū)動機構(gòu)，所述盤體底部為鏤空狀。本發(fā)明將鑲齒滾刀破巖和脹裂破巖兩種方式相結(jié)合，先通過鑲齒滾刀進行滾壓破巖，鑲齒滾刀破巖后形成環(huán)形腔，再通過脹塊對環(huán)形腔內(nèi)側(cè)的巖石進行脹裂破碎，不僅作業(yè)安全，節(jié)省能耗，還能減少刀具磨損，提高硬巖破碎效率。效率。效率。

技術(shù)研發(fā)人員：胡修坤 郭鵬 邊炳傳 劉志強 宋朝陽 荊國業(yè) 尹嬌 傅樹星 于海洋 吳陳琳

受保護的技術(shù)使用者：泰山學(xué)院

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.20

技術(shù)公布日：2022/7/22