不破坏尾矿砂渗透性的水平钻进钻具的制作方法

本实用新型涉及矿山尾矿库降水排渗领域，具体涉及辐射井排渗和水平孔排渗。

背景技术：

金属矿山和非金属矿山的矿石经过研磨选冶后的尾矿砂绝大部分都排放到尾矿库进行集中存放；尾矿库属矿山企业的重大危险源之一，对尾矿库坝体进行排渗从而降低坝体浸润线是治理尾矿库安全隐患的常用手段。辐射井排渗和水平孔排渗技术是尾矿库坝体排渗措施中较为先进和应用最为广泛的两种措施；辐射井排渗首先在坝体施工大口井，然后在井内设置水平排渗管；水平孔排渗是直接在坝体上施工水平排渗管；这两种施工方法的共同之处是均需在尾矿砂层内先施工水平孔，然后在水平孔内安装排渗管；因为饱和尾矿砂呈液化流动状态，用岩土工程钻探方法中常规的套管跟进护壁法钻探施工时尾矿砂会从套管顶端涌入，且顶端深入尾矿砂后前端无法封闭，造成排渗管无法安装；用泥浆护壁法钻探时因为钻孔呈水平状态，钻孔极易坍塌不能成孔，且泥浆破坏了尾矿砂的渗透性，不仅施工难度大，排渗效果也严重下降。

目前施工企业常用的施工方法是采用顶管技术，在高强度钢顶管头部套装活动钻头用油缸直接把钢管顶进尾矿砂层，钢管内安装排渗管后再抽出钢管。此种施工工艺的缺点是没有钻进取芯，钢管在顶进成孔过程中挤密钻孔周围尾矿砂，造成原有尾矿砂渗透性破坏，排渗功能下降。

技术实现要素：

本实用新型提供一种不破坏尾矿砂渗透性的水平钻具，克服了顶管成孔工艺破坏尾矿砂渗透性的缺点。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种不破坏尾矿砂渗透性的水平钻具，包括钢管、钻杆和钻头，所述钻杆和钻头连接并设置于钢管内，其特征在于，钻具前进后退和旋转切割尾矿砂的动力由钻机通过钻杆传递至钻头，钻头内侧端固设有连接器，钻杆通过钻头上的连接器连接于钻头，所述连接器前端设置方型接口，所述方型接口内嵌于连接器前端内侧，连接器通过方型接口与钻头承叉连接，通过方型接口上穿固定螺栓固定钻头。

进一步的，所述连接器设有内嵌丝扣，钻杆通过内嵌丝扣与连接器连接。

进一步的，所述钻头由挡板和锥形体两个构件组成，所述钻头前端嵌入多个合金钉刀，锥形体中部设置有挡板；所述挡板的直径大于钢管口径。

本实用新型与现有技术相比，一种不破坏尾矿砂渗透性的水平钻具不但可以采用传统岩土工程钻探工艺，水平孔钻进成孔后又可以直接利用钻具封堵套管顶端，抽回全部钻杆在套管内安装排渗管，最后拔回套管完成施工作业，克服了顶管成孔工艺破坏尾矿砂渗透性的缺点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的不破坏尾矿砂渗透性的水平钻进钻具工作原理图；

图2为本实用新型实施例的不破坏尾矿砂渗透性的水平钻进钻具结构示意图；

图3为本实用新型实施例的钻具连接器结构示意图。

其中，1、钻杆，2、连接器，3、钢管，4、固定螺栓，5、锥形体，6、合金钉刀，7、内嵌丝扣，8、方形承叉接口，9、挡板。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1、2、3所示，本实施例提供的一种不破坏尾矿砂渗透性的水平钻具，包括钻杆和钻头，钻具前进后退和旋转切割尾矿砂的动力由钻机通过钻杆传递至钻头。

钻杆1与钻头之间通过钻头上的连接器2(内嵌丝扣)连接；连接器2前端通过方型承叉接口8(内嵌)与锥形体5承叉连接，选择方型承叉接口1的主要目的是保障钻具旋转切割功能；方型承叉接口8在钻头后退时容易造成连接器2与钻头前端提前脱离的问题通过方型承叉接口8上穿固定螺栓4解决。当水平排渗孔钻进至设计深度后，用钻机动力后拔钻杆1，钻头后退至挡板9位置时由于挡板9大于钢管3直径，此时挡板9已封住钢管3前端(使尾矿砂不再涌入钢管内)，继续后拔钻杆1直至连接器上2的固定螺栓4断裂，钻头的挡板9留在钢管3前端封住钢管口，退出全部钻杆1和连接器2，送水清洗钢管3内尾矿砂后安装排渗管。

钻头对钢管3前端的封堵。钻头对钢管前端的封堵功能由挡板3和锥形体5两个构件组成，挡板9的作用是封挡液化状态的尾矿砂，锥形体5主要导正挡板居中，防止尾矿砂从侧冀涌入钢管内。

钻头与钢管的脱离。钢管内残留的尾矿砂用清水冲洗干净后即可安装排渗管，排渗管安装完毕后即可回拔钢管，回拔钢管时从末端抵住排渗管，利用排渗管头部顶出钻具圆锥体和挡板。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。