煤矿井下可开闭式PDC钻头的设计与优化

松软煤层瓦斯抽采钻孔施工完成后,为解决裸孔下筛管困难的问题,常采用不提钻下筛管工艺,即将筛管从钻杆内下入孔底。采用一次性脱芯钻头时,存在浪费和安全问题,为此需要设计可开闭式PDC钻头。研制的四翼可开闭式PDC钻头采用铰接式结构,用弹簧珠进行弹卡定位,中心翼片开闭灵活,且能重复利用,解决了脱芯钻头存在的问题,且在顺层钻孔中进行了试验,能够满足不提钻下筛管工艺要求。但在夹矸煤层及穿层孔钻进时,四翼可开闭式PDC钻头体易变形,导致中心翼片开闭困难,为此优化了钻头结构,采用三翼和半开放式凹槽结构,将中心翼片内嵌到钻头体内,提高钻头体整体强度,并调整了PDC切削齿排布方式,在穿层钻孔施工中,中心翼片开闭性能更可靠,明显提高了穿层孔不提钻下筛管的成功率。