[發(fā)明專利]鉆孔泄壓式卡鉆事故打撈工具及方法

有效

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• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN104088598A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許超;石智軍;李泉新;方俊;劉建林;高珺
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21B31/16
• 分類號(hào): E21B31/16;E21B31/18
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 樊學(xué)芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種近水平鉆孔卡鉆事故打撈工具及事故鉆具打撈方法，其特點(diǎn)是通過鄰近位置進(jìn)行鉆孔泄壓的鉆孔泄壓式卡鉆事故打撈工具及方法。

背景技術(shù)

目前，煤礦井下近水平鉆孔被廣泛應(yīng)用于煤礦瓦斯治理、水害防治、地質(zhì)勘探等技術(shù)領(lǐng)域，然而，由于煤系地層身構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和力學(xué)的復(fù)雜特性，經(jīng)常導(dǎo)致鉆孔施工過程中卡鉆事故頻頻發(fā)生，為安全生產(chǎn)和人身安全帶來了極大的隱患，煤礦井下鉆孔卡鉆事故主要有孔壁坍塌卡鉆、泥巖縮頸卡鉆及鉆屑沉積卡鉆等類型，其中孔壁坍塌卡鉆最為常見。根據(jù)卡鉆事故類型不同，事故的處理方法也有所差異，目前，煤礦井下近水平鉆孔卡鉆事故處理常用的方法有：強(qiáng)力打撈、套銑打撈、采掘打撈、反絲絲錐打撈以及定向鉆進(jìn)中的強(qiáng)力擰斷安全接手等。

其中，強(qiáng)力打撈法是：發(fā)生卡鉆事故后，用鉆機(jī)帶動(dòng)被卡住的鉆具進(jìn)行強(qiáng)力正向回轉(zhuǎn)和起下鉆，使鉆具被卡位置(卡點(diǎn))處巖屑產(chǎn)生松動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)解卡；該方法雖然操作簡單、適用性強(qiáng)，可滿足各類卡鉆事故處理的需要；但是，由于這種方法采用強(qiáng)力打撈，對(duì)鉆具的損害較大，容易造成鉆具破壞，導(dǎo)致事故進(jìn)一步惡化；尤其是在處理定向鉆孔事故中，可能會(huì)導(dǎo)致孔底動(dòng)力裝置和隨鉆測量系統(tǒng)掉入孔內(nèi)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

而套銑打撈法是：發(fā)生卡鉆事故后，使用套銑打撈鉆具和打撈鉆頭，采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝套取孔內(nèi)事故鉆具，打通卡鉆部位阻塞，從而實(shí)現(xiàn)解卡；該方法可滿足地層條件較好的孔壁坍塌卡鉆以及鉆屑沉積卡鉆事故鉆具打撈的需要，但是對(duì)于較破碎地層卡鉆事故和泥巖縮徑卡鉆事故處理卻無能為力，原因是這類復(fù)雜地層容易導(dǎo)致打撈鉆具卡鉆事故發(fā)生，造成事故進(jìn)一步惡化；套銑打撈需要配套專用大通孔打撈鉆具，成本較高；且鉆桿具有薄壁和大通孔的特點(diǎn)，與常規(guī)鉆桿相比，強(qiáng)度較低，不適于長鉆孔事故鉆具打撈；套銑打撈過程中需要頻繁更換鉆機(jī)卡瓦，乃至鉆機(jī)動(dòng)力頭，輔助工作量大，套銑打撈鉆進(jìn)機(jī)械鉆速偏低，綜合打撈效率偏低。

采掘打撈法是：發(fā)生卡鉆事故后，事故鉆具位于采掘工作面范圍內(nèi)，在后期采掘活動(dòng)中將事故鉆具挖出；該方法打撈事故鉆具要求事故鉆具空間上必須位于采掘工作面內(nèi)，導(dǎo)致應(yīng)用范圍窄；對(duì)于非采掘區(qū)域的事故鉆具，采用這種方法打撈具有成本高、效率低等不足。

反絲絲錐打撈法是：發(fā)生卡鉆事故后，首先通過鉆機(jī)反轉(zhuǎn)，使事故鉆具從孔內(nèi)某處松扣，然后提出松扣處至孔口段鉆具，再下入反絲打撈絲錐和反絲鉆桿，對(duì)孔內(nèi)掉落鉆具進(jìn)行打撈；該方法采用反絲絲錐會(huì)對(duì)鉆具造成毀壞，而且，一般也需要多次打撈才能完成事故處理，處理效率偏低、工作量大；還經(jīng)常發(fā)生無法完全打撈出孔內(nèi)的事故鉆具的情況，對(duì)采掘作業(yè)帶來安全隱患。

定向鉆進(jìn)中的強(qiáng)力擰斷安全接手的事故處理方法是：在定向鉆孔發(fā)生卡鉆事故后，通過鉆機(jī)強(qiáng)力回轉(zhuǎn)，擰斷連接在螺桿馬達(dá)與隨鉆測量系統(tǒng)之間的安全接手，將孔底馬達(dá)和定向鉆頭留在孔內(nèi)，其他鉆具順利提出；這種方法僅適用于煤礦井下定向鉆進(jìn)，在造成經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，留在孔內(nèi)的螺桿馬達(dá)和定向鉆頭會(huì)對(duì)后續(xù)的采掘作業(yè)帶來安全隱患。

為此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設(shè)計(jì)，綜合長期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研究設(shè)計(jì)出一種煤鉆孔泄壓式卡鉆事故打撈工具及方法，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用范圍廣、施工效率高、打撈能力強(qiáng)和打撈成本低的鉆孔泄壓式卡鉆事故打撈工具及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種鉆孔泄壓式卡鉆事故打撈工具，包含圓筒狀的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有貫穿所述殼體的傳動(dòng)軸，其特征在于：

所述殼體的中部外緣設(shè)有第一凸臺(tái)，以及一滑套，所述滑套的中部外緣設(shè)有第二凸臺(tái)，所述第一凸臺(tái)和第二凸臺(tái)之間相互連接；

所述傳動(dòng)軸的頂端與打撈鉆具連接，另一端與導(dǎo)向體相連；

所述導(dǎo)向體的最大外徑與殼體相當(dāng)，其一端與傳動(dòng)軸連接，另一端與打撈鉆頭連接，所述導(dǎo)向體靠近打撈鉆頭的一側(cè)加工有倒角以進(jìn)行導(dǎo)向。

其中：在所述導(dǎo)向體上的倒角處沿周向間隔鑲焊有多個(gè)切削齒；從而利用切削齒在傳動(dòng)軸帶動(dòng)導(dǎo)向體旋轉(zhuǎn)過程中提高導(dǎo)向體和殼體的通過性。

其中：所述滑套上沿軸向加工有多個(gè)安裝孔，各所述安裝孔內(nèi)安裝有滾珠，各安裝孔內(nèi)通過螺紋固定有壓蓋，以將滾珠定位在安裝孔內(nèi)。

其中：所述傳動(dòng)軸的中部設(shè)有位于殼體內(nèi)的凸起部，所述殼體的一端向內(nèi)延伸有臺(tái)肩，所述臺(tái)肩與傳動(dòng)軸的凸起部之間設(shè)有第一密封件和第一軸承，所述殼體的另一端內(nèi)設(shè)有端蓋，所述端蓋和傳動(dòng)軸的凸起部之間設(shè)有第二軸承和第二密封件。