[實用新型]用于松軟突出煤層鉆進雙層內排渣防堵鉆具

有效

• 申請號: 201320718032.6
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN203716841U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 王永龍;孫玉寧;王振鋒
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于煤礦突出煤層瓦斯抽采鉆孔施工技術領域，具體涉及一種用于松軟突出煤層鉆進雙層內排渣防堵鉆具。

背景技術

礦井瓦斯治理依靠瓦斯抽采技術，受煤層地質條件影響，安全可靠的地面井抽采應用受到限制，當前，瓦斯抽采仍然以井工瓦斯抽采為主要措施，而瓦斯抽采以成孔技術為前提，長期以來，突出煤層打鉆技術是國內外公認的瓦斯治理難題。突出煤層鉆孔施工尤以軟煤層鉆進最為困難，受地應力、瓦斯壓力影響，軟煤鉆孔收縮嚴重，局部易失穩破壞形成塌孔，鉆進過程中，卡鉆、斷鉆現象頻發，鉆孔深度淺，鉆進效率低，成孔率低，直接影響瓦斯的抽采范圍和抽采效率，間接影響煤層的開采效率、安全生產及經濟效益。我國絕大多數突出煤層為透氣性相對較差的軟煤層，煤層鉆進工藝體系研究是瓦斯防治技術領域的研究熱點之一。目前常用的鉆具，排渣動力通常為流體排渣方式和機械排渣方式，由于流體排渣效率高，因此，在軟煤層鉆進中應用較為廣泛，流體排渣通常從鉆桿腔體進入鉆孔孔底，排渣空間為鉆孔孔壁與鉆桿之間的環狀空間，因此，孔壁變形及破壞情況，對排渣空間大小的變化影響較大，鉆孔易發生堵塞，對鉆孔的深度和鉆進效率影響較大，這也是軟煤鉆進困難的根本原因。因此，對于軟煤層鉆進，應圍繞孔內鉆具及排渣系統兩個技術層面，開發一種新的孔內鉆具及鉆進工藝系統。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供了一種用于松軟突出煤層鉆進雙層內排渣防堵鉆具，該鉆進工藝系統使供風或供水、排渣在鉆桿腔體內完成，排渣在鉆桿內層通道完成，可有效避免鉆孔收縮、孔壁失穩破壞塌孔對鉆孔排渣空間的影響，同時，使除塵更為方便有效，實現了鉆進、防塌、除塵一體化作業。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：用于松軟突出煤層鉆進雙層內排渣防堵鉆具，包括雙層內排渣防堵鉆桿、中心回流鉆頭、旋轉密封供水裝置或供風裝置，所述旋轉密封裝置與鉆機上的雙層內排渣防堵鉆桿連接，中心回流鉆頭安裝在雙層內排渣防堵鉆桿的前端。

所述的雙層內排渣防堵鉆桿由外鉆桿體、內連接管和焊接在內連接管內壁的多孔管組成。

所述的外鉆桿體由外螺紋接頭、桿體和內螺紋接頭組成，外螺紋接頭、內螺紋接頭可設計為錐形絲扣或平扣，外鉆桿體外表面設置為光面、螺旋凹槽或螺旋凸棱。

所述的內連接管結構與外鉆桿體類似，接頭連接可設計為絲扣連接或插接式連接，且其外徑小于外鉆桿體內徑，保證內連接管外徑與外鉆桿體內徑之間形成氣流或水流進入的外層通道，內連接管的中空腔體為鉆進系統的內層通道，鉆頭破煤形成的鉆屑依靠風流或水流沿內層通道排出。

所述的多孔管焊接在內連接管的內壁，其直徑較小，且每隔一定間距設置小孔。

所述的中心回流鉆頭由鉆頭外鉆桿體內螺紋接頭、通孔芯管內螺紋接頭、胎體和合金刀片組成，接頭可設計為錐形絲扣或平扣。鉆頭外鉆桿體內螺紋接頭與雙層內排渣防堵鉆桿外螺紋接頭連接，鉆頭外鉆桿體內螺紋接頭與鉆頭胎體連接并形成與雙層內排渣防堵鉆桿相同的進氣通道。通孔芯管內螺紋接頭設置于鉆頭中心一端內連接管連接，另一端沿與鉆頭胎體中心通孔連接，形成中心回流通道。

所述的旋轉密封供水裝置或供風裝置由排渣芯管接頭、旋轉密封接頭和密封導氣室組成，排渣芯管與內連接管連接，工作中排渣芯管不旋轉，旋轉軸與外鉆桿體連接并保持同步旋轉，實現回轉鉆進，密封導氣室一端連接井下風管或水管，實現氣流或水流沿鉆桿外層通道進入，氣固耦合的鉆屑沿內層通道排出。

用于松軟突出煤層鉆進雙層內排渣防堵鉆具，包括以下步驟：

①.?完成鉆機、鉆具及其排渣系統安裝與連接，先利用旋轉密封供水裝置或供風裝置將風流或水流送入雙層內排渣防堵鉆桿外層通道。工作中排渣芯管不旋轉，旋轉軸與外鉆桿體連接并保持同步旋轉，實現回轉鉆進，密封導氣室一端連接風管或水管，實現氣流或水流沿鉆桿外層通道進入；

②.?帶壓風流或水流通過中心回流鉆頭到達孔底，將鉆頭破煤形成的鉆屑送入雙層內排渣防堵鉆桿內層通道，該方式與常規鉆進的排渣路線相反，排渣在鉆桿腔體內完成，可有效避免鉆孔收縮、孔壁失穩破壞對鉆孔排渣空間的影響；

③.?風流或水流將鉆頭破煤形成的鉆屑沿雙層內排渣防堵鉆桿內層通道返出進入與鉆桿尾部連接放渣除塵器，完成排渣和除塵，鉆屑在封閉空間運移，避免了漏氣和漏塵通道，由于外接設置簡單，應用常規的除塵裝置，便可實現高效除塵。

附圖說明

圖1是本實用新型工作狀態的結構示意圖；