1.本发明涉及反井钻机技术领域，具体是一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘及破岩方法。
背景技术：
2.扩孔刀盘包括盘体和安装于盘体上的滚刀，盘体用以固定滚刀，使用时主轴带动盘体转动，滚刀围绕主轴中心线做圆周运动，进行切削，主要用于对深井隧道的钻凿，随着我国地下
采矿业的逐渐规模化，矿山对大直径、深天井的开拓需求越来越大，因此扩孔刀盘在钻井行业中的使用越来越普遍。现有的扩孔刀盘在使用过程中主要由滚刀滚压破岩，滚刀极易磨损，导致需要经常更换滚刀。因此，本发明提供一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，来解决上述技术问题。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，一方面提供了一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘。
4.一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，包括盘体，所述盘体顶部边缘均匀分布有多组镶齿滚刀，所述盘体顶部中心设有拉杆，所述拉杆内部设有容纳腔，所述拉杆下部外壁滑动连接有沿所述拉杆周向均匀分布的多个胀块，所述胀块能够沿所述拉杆径向滑动至所述拉杆外部，所述容纳腔内设有用于驱动所述胀块滑动的驱动机构，所述盘体底部为镂空状。
5.优选地，每组所述镶齿滚刀为两个，两个所述镶齿滚刀轴线的水平面的投影夹角为18
°
，且所述夹角指向所述拉杆；其中一个所述镶齿滚刀直径较大的一端靠近所述拉杆，另一个所述镶齿滚刀直降较小的一端靠近所述拉杆。
6.优选地，所述盘体包括底盘、支架、支撑板和筋板，所述底盘上设有多个镂空区，所述支架与所述底盘垂直且固定连接，所述支撑板设于所述支架顶端，所述筋板分别与支架和支撑板固定连接，所述镶齿滚刀设于所述支撑板顶部。
7.优选地，所述镶齿滚刀为四组，所述胀块为四个。
8.本发明另一方面提供了一种破岩方法，所述破岩方法基于上述钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘实现，所述破岩方法包括如下步骤：
9.(1)、钻杆沿导孔深入井筒底部，安装钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘；
10.(2)、地面主机为钻杆提供扭矩和拉力，镶齿滚刀接触岩石后发生旋转，滚压破岩，钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘向上钻进一个行程；
11.(3)、钻杆停止旋转和拉动，拉杆内的驱动机构启动，驱动胀块移动至拉杆外部涨裂破岩，破碎后的岩石通过盘体底部的镂空部分掉落；
12.(4)、拉杆内的驱动机构控制胀块收缩后，停止工作；
13.(5)、重复步骤(2)至步骤(4)，开始下一个行程作业，直到钻胀组合式破岩的反井
钻机扩孔刀盘钻出地面。
14.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
15.本发明将镶齿滚刀破岩和胀裂破岩两种方式相结合，先通过镶齿滚刀进行滚压破岩，镶齿滚刀破岩后形成环形腔，再通过胀块对环形腔内侧的岩石进行胀裂破碎，不仅作业安全，节省能耗，还能减少刀具磨损，提高硬岩破碎效率。
附图说明
16.附图1为本发明的钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘的立体结构示意图；
17.附图2为本发明的钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘的俯视图；
18.附图3为本发明中的盘体的结构示意图；
19.附图4为本发明中的破岩原理图；
20.附图5为本发明的破岩方法流程图。
21.附图标记说明
22.1-盘体，2-镶齿滚刀，3-拉杆，4-胀块，5-刀座，6-底盘，7-支架，8-支撑板，9-筋板。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
24.如附图1至附图4所示，本发明实施例提供了一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，包括盘体1，所述盘体1顶部边缘均匀分布有多组镶齿滚刀2，所述盘体1顶部中心设有拉杆3，所述拉杆3内部设有容纳腔，所述拉杆3下部外壁滑动连接有沿所述拉杆3周向均匀分布的多个胀块4，所述胀块4能够沿所述拉杆3径向滑动至所述拉杆3外部，所述容纳腔内设有用于驱动所述胀块4滑动的驱动机构，所述盘体1底部为镂空状。具体地，镶齿滚刀2可设置为四组，镶齿滚刀2通过刀座5安装在盘体1上；胀块4可设置为四个，驱动机构驱动胀块4沿拉杆3径向滑动至拉杆3外部，挤压岩石，对岩石进行胀裂破岩，驱动机构还能驱动胀块4收缩；盘体1底部设置为镂空状，用于使胀裂后的碎石通过并下落。
25.在一些实施例中，每组所述镶齿滚刀2为两个，两个所述镶齿滚刀2轴线的水平面的投影夹角为18
°
，且所述夹角指向所述拉杆3；其中一个所述镶齿滚刀2直径较大的一端靠近所述拉杆3，另一个所述镶齿滚刀2直降较小的一端靠近所述拉杆3。
26.在一些实施例中，所述盘体1包括底盘6、支架7、支撑板8和筋板9，所述底盘6上设有多个镂空区，所述支架7与所述底盘6垂直且固定连接，所述支撑板8设于所述支架7顶端，所述筋板9分别与支架7和支撑板8固定连接，所述镶齿滚刀2设于所述支撑板8顶部。
27.本发明实施例还提供了一种破岩方法，所述破岩方法基于上述钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘实现，所述破岩方法包括如下步骤：
28.(1)、钻杆沿导孔深入井筒底部，安装钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘；
29.(2)、地面主机为钻杆提供扭矩和拉力，镶齿滚刀2接触岩石后发生旋转，滚压破岩，钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘向上钻进一个行程；
30.(3)、钻杆停止旋转和拉动，拉杆3内的驱动机构启动，驱动胀块4移动至拉杆3外部
涨裂破岩，破碎后的岩石通过盘体1底部的镂空部分掉落；
31.(4)、拉杆3内的驱动机构控制胀块4收缩后，停止工作；
32.(5)、重复步骤(2)至步骤(4)，开始下一个行程作业，直到钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘钻出地面。
33.使用本实施例中的钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘的破岩方法将镶齿滚刀2破岩和胀裂破岩两种方式相结合，先通过镶齿滚刀2进行滚压破岩，镶齿滚刀2破岩后形成环形腔，再通过胀块4对环形腔内侧的岩石进行胀裂破碎，不仅作业安全，节省能耗，还能减少刀具磨损，提高硬岩破碎效率。
技术特征：
1.一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，其特征在于，包括盘体，所述盘体顶部边缘均匀分布有多组镶齿滚刀，所述盘体顶部中心设有拉杆，所述拉杆内部设有容纳腔，所述拉杆下部外壁滑动连接有沿所述拉杆周向均匀分布的多个胀块，所述胀块能够沿所述拉杆径向滑动至所述拉杆外部，所述容纳腔内设有用于驱动所述胀块滑动的驱动机构，所述盘体底部为镂空状。2.根据权利要求1所述的一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，其特征在于：每组所述镶齿滚刀为两个，两个所述镶齿滚刀轴线的水平面的投影夹角为18
°
，且所述夹角指向所述拉杆；其中一个所述镶齿滚刀直径较大的一端靠近所述拉杆，另一个所述镶齿滚刀直降较小的一端靠近所述拉杆。3.根据权利要求1所述的一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，其特征在于：所述盘体包括底盘、支架、支撑板和筋板，所述底盘上设有多个镂空区，所述支架与所述底盘垂直且固定连接，所述支撑板设于所述支架顶端，所述筋板分别与支架和支撑板固定连接，所述镶齿滚刀设于所述支撑板顶部。4.根据权利要求1所述的一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘，其特征在于：所述镶齿滚刀为四组，所述胀块为四个。5.一种破岩方法，其特征在于：所述破岩方法基于权利要求1至5中任一项所述的钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘实现，所述破岩方法包括如下步骤：(1)、钻杆沿导孔深入井筒底部，安装钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘；(2)、地面主机为钻杆提供扭矩和拉力，镶齿滚刀接触岩石后发生旋转，滚压破岩，钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘向上钻进一个行程；(3)、钻杆停止旋转和拉动，拉杆内的驱动机构启动，驱动胀块移动至拉杆外部涨裂破岩，破碎后的岩石通过盘体底部的镂空部分掉落；(4)、拉杆内的驱动机构控制胀块收缩后，停止工作；(5)、重复步骤(2)至步骤(4)，开始下一个行程作业，直到钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘钻出地面。
技术总结
本发明提供了一种钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘及破岩方法，该刀盘包括盘体，所述盘体顶部边缘均匀分布有多组镶齿滚刀，所述盘体顶部中心设有拉杆，所述拉杆内部设有容纳腔，所述拉杆下部外壁滑动连接有沿所述拉杆周向均匀分布的多个胀块，所述胀块能够沿所述拉杆径向滑动至所述拉杆外部，所述容纳腔内设有用于驱动所述胀块滑动的驱动机构，所述盘体底部为镂空状。本发明将镶齿滚刀破岩和胀裂破岩两种方式相结合，先通过镶齿滚刀进行滚压破岩，镶齿滚刀破岩后形成环形腔，再通过胀块对环形腔内侧的岩石进行胀裂破碎，不仅作业安全，节省能耗，还能减少刀具磨损，提高硬岩破碎效率。效率。效率。
技术研发人员：胡修坤 郭鹏 边炳传 刘志强 宋朝阳 荆国业 尹娇 傅树星 于海洋 吴陈琳
受保护的技术使用者：泰山学院
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/7/22
声明：
“钻胀组合式破岩的反井钻机扩孔刀盘及破岩方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：泰山学院
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2024年07月26日 ~ 28日 
