煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種煤礦井下松軟煤層定向鉆孔施工的成孔技術領域，具體涉及一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置。
【背景技術】
[0002]在松軟突出煤層鉆進時，由于煤層穩(wěn)定性差、瓦斯含量高而壓力大，鉆孔施工中容易出現噴孔、塌孔和卡鉆等異常現象，導致鉆孔成孔深度淺(一般不超過150m)、成孔率低、鉆孔事故頻發(fā)；無法精確控制鉆孔軌跡，在地層造斜力的作用下產生軌跡偏斜，瓦斯抽采孔無法全面均勻覆蓋抽采區(qū)域，產生抽采盲區(qū)；成孔后沒有完孔措施，裸孔易坍塌，堵塞瓦斯抽采通道，抽采量衰減快，抽采效率低。針對這類問題，目前一般采用干式螺旋鉆進、常風壓空氣鉆進、中風壓空氣鉆進等鉆進方法進行施工，相比于普通清水鉆進，這些方法在一定程度上提高了鉆孔深度和成孔率，降低了發(fā)生事故的風險，但是由于施工過程中整個孔段始終處于裸露狀態(tài)，當局部孔段出現塌孔便無法繼續(xù)鉆進，存在很大的施工風險。回轉鉆進時，在地層造斜力作用下鉆孔軌跡偏斜嚴重，無法保證鉆孔均勻覆蓋抽采區(qū)域，易形成抽采盲區(qū)。在松軟煤層中鉆孔沒有采取有效完孔措施，鉆孔的坍塌會堵塞瓦斯抽采通道，降低瓦斯抽米效率。
【實用新型內容】
[0003]為解決現有存在的技術問題，本實用新型實施例提供一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置。
[0004]為達到上述目的，本實用新型實施例的技術方案是這樣實現的:
[0005]本實用新型實施例提供一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，該裝置包括:套管、扶正器、螺桿鉆具、擴眼器、領眼鉆頭，所述套管端部設置有鉆具鎖，所述螺桿鉆具的第一部分設置在套管內，并且端部與所述套管內一側設置的扶正器連接，所述螺桿鉆具的第二部分設置在套管外，并且通過擴眼器與領眼鉆頭連接，所述螺桿鉆具通過鉆具鎖與套管連接。
[0006]上述方案中，所述鉆具鎖包括設置在一個環(huán)形上的凸起和設置在另一個環(huán)形上的凹槽，所述螺桿鉆具的兩部分交接處設置有凸起，所述凸起與設置在套管端部內壁的凹槽配合連接。
[0007]上述方案中，所述凸起設置有三個，并且均勻設置在螺桿鉆具的圓周上。
[0008]上述方案中，所述螺桿鉆具的兩部分交接處通過鉆具鎖與套管連接。
[0009]上述方案中，所述螺桿鉆具第一部分中遠離兩部分交接處的一端通過鉆具鎖與套管連接。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型在隨鉆套管定向鉆進時，擴眼器擴孔，螺桿鉆具帶動套管滑動鉆進，實現隨鉆套管定向鉆進；該方法可以降低事故發(fā)生可能性和施工風險，防止煤層坍塌阻塞瓦斯抽采通道，確保松軟煤層瓦斯抽采鉆孔軌跡的精確性，減少瓦斯抽采盲區(qū)，有效延長瓦斯抽米時間，提尚抽米效率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例1提供的一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置的結構示意圖；
[0013]圖2為圖1中D-D向剖視圖；
[0014]圖3為本實用新型實施例2提供的一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置的結構不意圖；
[0015]圖4為本實用新型實施例3提供的一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進方法的隨鉆套管定向鉆進鉆具組合鉆進示意圖；
[0016]圖5為本實用新型實施例3提供的一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進方法的提鉆不意圖；
[0017]圖6為本實用新型實施例4提供的一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進方法的隨鉆套管定向鉆進鉆具組合鉆進示意圖；
[0018]圖7為本實用新型實施例4提供的一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進方法的提鉆不意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0020]實施例1:
[0021]本實用新型實施例提供一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，如圖1、2所示，該裝置包括:套管1、扶正器3、螺桿鉆具4、擴眼器5、領眼鉆頭6，所述套管I端部設置有鉆具鎖2，所述螺桿鉆具4的第一部分設置在套管I內，并且端部與所述套管I內一側設置的扶正器3連接，所述螺桿鉆具4的第二部分設置在套管I外，并且通過擴眼器5與領眼鉆頭6連接，所述螺桿鉆具4的兩部分交接處通過鉆具鎖2與套管I連接。
[0022]所述鉆具鎖2包括設置在一個環(huán)形上的凸起和設置在另一個環(huán)形上的凹槽，所述螺桿鉆具4的兩部分交接處設置有凸起，所述凸起與設置在套管I端部內壁的凹槽配合連接。
[0023]所述凸起設置有三個，并且均勻設置在螺桿鉆具4的圓周上，同樣，所述套管I內壁設置的凹槽也設置有三個與凸起配合。
[0024]所述螺桿鉆具4兩部分連接，并且兩部分之間呈角度連接。
[0025]實施例2:
[0026]本實用新型實施例提供一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，如圖3所示，該裝置包括:套管1、扶正器3、螺桿鉆具4、擴眼器5、領眼鉆頭6，所述套管I端部設置有鉆具鎖2，所述螺桿鉆具4的第一部分設置在套管I內，并且端部與所述套管I內一側設置的扶正器3連接，所述螺桿鉆具4的第二部分設置在套管I外，并且通過擴眼器5與領眼鉆頭6連接，所述螺桿鉆具4第一部分中遠離兩部分交接處的一端通過鉆具鎖2與套管I連接。
[0027]所述鉆具鎖2包括設置在一個環(huán)形上的凸起和設置在另一個環(huán)形上的凹槽，所述螺桿鉆具4的兩部分交接處設置有凸起，所述凸起與設置在套管I端部內壁的凹槽配合連接。
[0028]所述凸起設置有三個，并且均勻設置在螺桿鉆具4的圓周上，同樣，所述套管I內壁設置的凹槽也設置有三個與凸起配合。
[0029]所述螺桿鉆具4兩部分連接，并且兩部分之間呈角度連接。
[0030]采用實施例1或實施例2時，從所述套管I內下入螺桿鉆具4、擴眼器5和領眼鉆頭6，所述螺桿鉆具4的凸起運動到鉆具鎖2時，順時針旋轉螺桿鉆具4，所述凸起進入凹槽，所述套管I與螺桿鉆具4通過鉆具鎖2鎖死，實現同時給進、起拔和旋轉。所述擴眼器5的翼片在套管I內處于收縮狀態(tài)，滑出鉆具鎖2后在給進壓力作用下擴眼器5的翼片張開(并用限位槽控制翼片張開角度)，鉆孔直徑擴大，啟動空氣壓縮機后，所述螺桿鉆具4傳動軸帶動擴眼器開始旋轉碎巖，實現隨鉆套管定向鉆進，鉆進過程中套管I與鉆具均不回轉。
[0031]當隨鉆套管定向鉆進到預定孔深后，繼續(xù)來回活動套管1，排凈孔內鉆澄，再將鉆頭提離孔底l~2m，此時螺桿鉆具4的凸起處于鉆具鎖2上端，逆時針旋轉鉆具，所述鉆具鎖2解鎖，上提鉆具，使擴眼器5的翼片在鉆具鎖2內上提力作用下收縮至套管I內，從而使擴眼器5和領眼鉆頭6隨鉆具一起退出孔外，所述套管11在孔內。
[0032]實施例3:
[0033]本實用新型實施例還提供一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進方法，采用如實施例1所述的煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，如圖4、5所示，該方法包括以下步驟:
[0034]步驟1，隨鉆套管定向鉆進:通過鉆具鎖2將螺桿鉆具4與套管I鎖定，將螺桿鉆具4進行定向鉆進的同時隨鉆跟入套管I ;
[0035]具體的，將所述套管I連接鉆具鎖，從套管I內下入螺桿鉆具4，順時針旋轉螺桿鉆具，鉆具鎖2鎖死，在螺桿鉆具4前端連接擴眼器5和領眼鉆頭6，在鉆機給進力作用下螺桿鉆具帶動套管滑動定向鉆進，沖洗介質攜帶鉆肩從環(huán)空間隙返出孔外，實現隨鉆套管定向鉆進。
[0036]步驟2，提出螺桿鉆具:鉆進至設計孔深后，通過解鎖將螺桿鉆具4與套管I分離，提出定向鉆具，將套管I留在孔內。
[0037]具體的，隨鉆套管定向鉆進至設計孔深后，逆時針旋轉鉆具，鉆具鎖2打開，所述螺桿鉆具4與套管I分離，上提鉆具，所述擴眼器5的翼片上提力作用下收縮至套管內，從而使擴眼器5、領眼鉆頭6與螺桿鉆具4 一起提出孔外，所述套管I留在孔內。
[0038]實施例4:
[0039]采用如實施例2所述的煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，本實用新型的工作過程通過以下步驟實現:
[0040]步驟1，隨鉆套管定向鉆進:通過鉆具鎖2將螺桿鉆具4與套管I鎖定，將螺桿鉆具4進行定向鉆進的同時隨鉆跟入套管I ;
[0041 ] 具體的，將所述套管I連接鉆具鎖，從套管I內下入螺桿鉆具4，順時針旋轉螺桿鉆具，鉆具鎖2鎖死，在螺桿鉆具4前端連接擴眼器5和領眼鉆頭6，在鉆機給進力作用下螺桿鉆具帶動套管滑動定向鉆進，沖洗介質攜帶鉆肩從環(huán)空間隙返出孔外，實現隨鉆套管定向鉆進。
[0042]步驟2，提出螺桿鉆具:鉆進至設計孔深后，通過解鎖將螺桿鉆具4與套管I分離，提出定向鉆具，將套管I留在孔內。
[0043]具體的，隨鉆套管定向鉆進至設計孔深后，逆時針旋轉鉆具，鉆具鎖2打開，所述螺桿鉆具4與套管I分離，上提鉆具，所述擴眼器5的翼片上提力作用下收縮至套管內，從而使擴眼器5、領眼鉆頭6與螺桿鉆具4 一起提出孔外，所述套管I留在孔內。
【主權項】
1.一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，其特征在于，該裝置包括:套管(1)、扶正器(3)、螺桿鉆具(4)、擴眼器(5)、領眼鉆頭(6)，所述套管(I)端部設置有鉆具鎖(2)，所述螺桿鉆具(4)的第一部分設置在套管(I)內，并且端部與所述套管(I)內一側設置的扶正器(3)連接，所述螺桿鉆具(4)的第二部分設置在套管(I)外，并且通過擴眼器(5)與領眼鉆頭(6)連接，所述螺桿鉆具(4)通過鉆具鎖(2)與套管(I)連接。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，其特征在于:所述鉆具鎖(2)包括設置在一個環(huán)形上的凸起和設置在另一個環(huán)形上的凹槽，所述螺桿鉆具(4)的兩部分交接處設置有凸起，所述凸起與設置在套管(I)端部內壁的凹槽配合連接。
3.根據權利要求2所述的煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，其特征在于:所述凸起設置有三個，并且均勻設置在螺桿鉆具(4)的圓周上。
4.根據權利要求3所述的煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，其特征在于:所述螺桿鉆具(4)的兩部分交接處通過鉆具鎖(2)與套管(I)連接。
5.根據權利要求3所述的煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，其特征在于:所述螺桿鉆具(4)第一部分中遠離兩部分交接處的一端通過鉆具鎖(2)與套管(I)連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置，該裝置包括：套管、扶正器、螺桿鉆具、擴眼器、領眼鉆頭，所述套管端部設置有鉆具鎖，所述螺桿鉆具的第一部分設置在套管內，并且端部與所述套管內一側設置的扶正器連接，所述螺桿鉆具的第二部分設置在套管外，并且通過擴眼器與領眼鉆頭連接，所述螺桿鉆具通過鉆具鎖與套管連接。本實用新型能夠降低事故發(fā)生可能性和施工風險，防止煤層坍塌阻塞瓦斯抽采通道，確保松軟煤層瓦斯抽采鉆孔軌跡的精確性，減少瓦斯抽采盲區(qū)，有效延長瓦斯抽采時間，提高抽采效率。
【IPC分類】E21B7-20, E21B7-04
【公開號】CN204326964
【申請?zhí)枴緾N201420746557
【發(fā)明人】姚寧平, 王力, 姚亞峰, 張 杰, 賈明群, 孫新勝, 黃寒靜
【申請人】中煤科工集團西安研究院有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月3日