一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具

文档序号:25991380发布日期:2021-07-23 21:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,包括从前到后依次搭接组合安装的双通道筛孔钻头、多根双通道碎渣钻杆、多根双通道钻杆和钻尾供水排渣组件,

首根双通道碎渣钻杆上安装有高低压转换组件,位于钻孔开口端安装有与双通道碎渣钻杆或双通道钻杆配合的孔口封孔泄渣组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述双通道碎渣钻杆的外表面设置有螺旋槽和螺旋凸筋,沿螺旋槽和螺旋凸筋贯穿布置有泄渣筛孔,所述泄渣筛孔的中心线指向双通道碎渣钻杆横截面圆心或偏向双通道碎渣钻杆的旋转方向,所述双通道碎渣钻杆内部为中空结构并通过支撑组同轴安装有供水管,所述供水管的外壁与双通道碎渣钻杆的内壁围合形成内排渣通道,所述泄渣筛孔的孔径小于内排渣通道径向最小几何尺寸的三分之一,所述泄渣筛孔为圆孔、变径圆孔或子母组合孔。

3.根据权利要求2所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述双通道碎渣钻杆的外表面沿着轴向圆周均布有平面或凹形槽或弧形槽,所述平面或凹形槽或弧形槽的数量为3-4条。

4.根据权利要求1所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述双通道筛孔钻头的内部同轴安装有内管,内管的外壁与双通道筛孔钻头的内壁形成环形通道,所述环形通道背向双通道碎渣钻杆一端底部开设有进渣筛孔,所述进渣筛孔为圆孔,所述进渣筛孔的孔径小于环形通道径向最小几何尺寸的三分之一。

5.根据权利要求4所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述双通道筛孔钻头的外表面设置有螺旋槽和螺旋凸筋,且沿轴向圆周均布有凹形槽或弧形槽,所述凹形槽或弧形槽数量为3-4条。

6.根据权利要求1所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述高低压转换组件包括高低压转换器和射流喷嘴,所述高低压转换器安装在首根双通道碎渣钻杆内腔且与双通道碎渣钻杆的供水管连接,所述射流喷嘴安装在首根双通道碎渣钻杆的管壁上,高压状态时高低压转换器向射流喷嘴供水用于割缝或冲孔,低压状态时高低压转换器向钻头供水用于钻进。

7.根据权利要求1所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述双通道钻杆的外表面设置有螺旋槽和螺旋凸筋,所述双通道钻杆的内部为中空结构并通过支撑组同轴安装有供水管。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述双通道碎渣钻杆和双通道钻杆的外径相等,钻杆的外径与双通道筛孔钻头的直径接近,双通道筛孔钻头的直径大于双通道碎渣钻杆的直径、双通道钻杆的直径0~15mm。

9.根据权利要求1所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述孔口封孔泄渣组件包括封孔器和泄渣装置。

10.根据权利要求9所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述封孔器包括封孔管和包裹安装在封孔管外表面的注水囊,所述封孔管的内径大于双通道筛孔钻头的直径。

11.根据权利要求10所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述泄渣装置包括在封孔管远离钻孔开口端安装的集渣筒,所述集渣筒位于钻孔外,所述集渣筒下侧设有锥形的泄渣口,所述泄渣口通过柔性管排渣,所述集渣筒的两端通过卡箍连接。

12.根据权利要求1所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述钻尾供水排渣组件包括旋转供水器和排渣管。

13.根据权利要求12所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述旋转供水器包括壳体,所述壳体一端连接排渣管,所述壳体另一端安装有防尘挡圈,所述壳体内部同轴安装有固定轴,所述固定轴上沿着轴心开设有供水通道,

所述固定轴靠近排渣管一端向上弯折连接有进水插座,所述进水插座另一端露出壳体外设置并连接水源,所述固定轴靠近防尘挡圈一端的外侧密封且转动插装有连接供水管的内公插头,内公插头与固定轴之间安装有多个轴承;所述内公插头远离固定轴一端外侧同轴套装有连接双通道筛孔钻头或双通道钻杆的外公接头,所述外公接头与内公插头通过多个周向布置的立板连接;所述外公接头的外侧与防尘挡圈密封配合安装。

14.根据权利要求13所述的一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,其特征在于,所述壳体与排渣管连接一端为锥形收口结构,在锥形收口处布置出渣口,出渣口与排渣管连接,水煤渣和瓦斯气体从排渣管排出。


技术总结
本发明公开了一种用于突出煤层穿层钻孔的防喷孔钻割冲钻具,包括从前到后依次搭接组合安装的双通道筛孔钻头、多根双通道碎渣钻杆、多根双通道钻杆和钻尾供水排渣组件,首根双通道碎渣钻杆上安装有高低压转换器和射流喷嘴,位于钻孔开口端安装有孔口封孔泄渣组件。所述双通道碎渣钻杆最终要进入穿层钻孔的煤孔段,所述双通道钻杆仅进入岩孔段;利用钻杆的双通道特性,形成钢铁筛孔结构的内排渣通道,利用双通道碎渣钻杆粉碎钻割冲产出的煤块和煤渣,利用筛孔控制进入内排渣通道的煤渣粒径和煤渣流量,保证内排渣通道的通透性,可防止喷孔瓦斯超限事故的发生,提高突出煤层穿层钻孔钻割冲作业的安全性和可控性。

技术研发人员:孙玉宁;杜波;马耕;李延河;丁立培;孙志东;宋维宾;王永龙;黄小明
受保护的技术使用者:河南理工大学
技术研发日:2021.04.07
技术公布日:2021.07.23
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