一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆，包括中空的外套管，所述外套管底部外侧设置有把手，所述外套管底部圆周上设置有第一注水缝，所述外套管顶部设置有出水孔，所述外套管内部设置有内套管，所述内套管的顶部设置有分流器，所述内套管底部圆周上设置有第二注水缝，所述第一注水缝与所述第二注水缝之间设置有阀门，该钻杆致裂后的煤层所产生裂纹大规模按预定方向扩展，改善煤层透气性，降低煤层强度，提高生产效率。
【专利说明】一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆
【技术领域】
[0001] 本涉及煤矿行业开采的装置，特别是一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆。
【背景技术】
[0002] 煤矿行业是经济发展的支持产业，如何高效、安全、环保的开采煤矿是不断研究的 技术问题。考虑到煤层岩体的硬性强、密度高，在开采过程中利用水压致裂技术可以降低煤 层岩体的强度、增强煤层透气性。现有技术中，通过单一钻孔装置对煤层进行致裂弱化，该 项技术对煤层进行注水使其致裂弱化，在煤层中所产生裂纹规模小，方向不可控，无法使裂 纹按预定方向扩展。目前，该项技术最大的难题就是致裂后的煤层产生的裂纹延展性无法 控制，效果差。
[0003] 本实用新型内容
[0004] 针对现有技术中存在技术问题，本实用新型提供一种定向扩大煤层裂纹规模的钻 杆，通过该钻杆致裂后的煤层所产生裂纹大规模按预定方向扩展，改善煤层透气性，降低煤 层强度，提高生产效率。
[0005] 为了解决现有技术中存在技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] -种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆，包括中空的外套管，所述外套管底部外侧设 置有把手，所述外套管底部圆周上设置有第一注水缝，所述外套管顶部设置有出水孔，所述 外套管内部设置有内套管，所述内套管的顶部设置有分流器，所述内套管底部圆周上设置 有第二注水缝，所述第一注水缝与所述第二注水缝之间设置有阀门。
[0007] 所述把手与所述外套管底部横轴之间的夹角范围为0?90°。
[0008] 所述第一注水缝在所述外套管圆周上位置与所述第二注水缝在所述内套管圆周 上位置一致。
[0009] 本实用新型有益效果：第一，本实用新型通过调整定向把手开启的角度控制高压 注水进入外套管的角度范围实现定向注水，进而控制高压注水强度、流量及流速。第二，本 实用新型通过旋转阀门控制第一注水缝、第二注水缝重合、隔闭，满足快速生成需要。第三， 本实用新型通过分流器将注入内套管的高压水有效分流成横向水流喷射进煤层，可使煤层 内形成线性定向注水裂缝，所产生的裂纹面积大、深度强，提高生产效率，节省人力。第四， 本实用新型结构合理、设计巧妙，操作方便，适于广泛应用。
[0010] 附体说明
[0011] 图1是本实用新型一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆结构示意图。
[0012] 图2是本实用新型一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆A-A剖面图。
[0013] 附图标记：
[0014] 1-外套管11-把手12-第一注水缝13-出水孔14-铁环2-内套管
[0015] 21-第二注水缝3-分流器4-阀门
【具体实施方式】：
[0016] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细地说明：
[0017] 如图1，图2所示，本实用新型提供一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆，包括中空 的外套管1，所述外套管1底部外侧设置有把手11，所述把手11与所述外套管1底部横轴 之间的夹角范围为0?90°。所述把手11通过铁环14套入外套管底部，把手11焊接在铁 环14的圆周上，一般情况下把手11为1或2个。在实际生产中，根据煤层的硬度，调整把 手11的角度来控制向外套管1高压注水的角度范围，进而保证注水流速、流量。本实用新型 通过所述外套管1底部圆周上设置有第一注水缝12,所述外套管顶部设置有出水孔13,所 述外套管内部设置有内套管2,所述内套管的顶部设置有分流器3,所述内套管2底部圆周 上设置有第二注水缝21，所述第一注水缝12与所述第二注水缝21之间设置有阀门4,所述 第一注水缝12在外套管1圆周上位置与所述第二注水缝21在内套管2圆周上位置一致。 这样，在需要注水时，开启阀门4,第一注水缝12与第二注水缝21重合，完成注水。关闭阀 门4,第一注水缝12与第二注水缝21也同时被隔开，无法注水。
[0018] 本实用新型实际工作过程：首先，在煤层上选择预开凿位置将钻杆放入预定位置 后，根据实际施工现场需要，调整把手的角度范围，本实用新型将把手控制角度在30°，此 时，从高压管注入外套管的水呈30°的角度进入外套管内。随后，开启阀门，使第一注水缝 与第二注水缝重合。然后，打开高压水泵，经加压后的水迅速地从第一注水缝和第二注水缝 流入内套管里的分流器，同时，分流器将从底部顶入的水快速的横向进行分离穿过出水口 喷射进煤层内部，受到高压线性水流喷射的煤层，会在其内部形成线性定向注水裂缝，从而 达到定向水压致裂煤层的目的。
[0019] 以上参照附图和实施例，对本实用新型进行了示意性描述，该描述没有限制性。本 领域的普通技术人员应能理解，在实际应用中，本实用新型中各部件的设置方式均可能发 生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。需要指出的是，只要不脱离本实 用新型的设计宗旨，所有显而易见的改变及其相似设计，均包含在本实用新型的保护范围 之内。
【权利要求】
1. 一种定向扩大煤层裂纹规模的钻杆，包括中空的外套管，其特征在于，所述外套管底 部外侧设置有把手，所述外套管底部圆周上设置有第一注水缝，所述外套管顶部设置有出 水孔，所述外套管内部设置有内套管，所述内套管的顶部设置有分流器，所述内套管底部圆 周上设置有第二注水缝，所述第一注水缝与所述第二注水缝之间设置有阀门。
2. 根据权利要求1所述定向扩大煤层裂纹规模的钻杆，其特征在于，所述把手与所述 外套管底部横轴之间的夹角范围为〇?90°。
3. 根据权利要求1所述定向扩大煤层裂纹规模的钻杆，其特征在于，所述第一注水缝 在所述外套管圆周上位置与所述第二注水缝在所述内套管圆周上位置一致。
【文档编号】E21B43/26GK203879393SQ201420144729
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】王有熙 申请人:中国人民武装警察部队后勤学院