[發明專利]煤礦井下松軟煤層隨鉆套管定向鉆進裝置及其方法

在審

• 申請號: 201410721151.6
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104453712A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 姚寧平;王力;姚亞峰;張杰;賈明群;孫新勝;黃寒靜
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/20
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

本發明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及其方法。

背景技術

在松軟突出煤層鉆進時，由于煤層穩定性差、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；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域，產生抽采盲區；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，當局部孔段出現塌孔便無法繼續鉆進，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域，易形成抽采盲區。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，降低瓦斯抽采效率。

發明內容

為解決現有存在的技術問題，本發明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及其方法。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明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。

上述方案中，所述鉆具鎖包括設置在一個環形上的凸起和設置在另一個環形上的凹槽，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。

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。

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。

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。

本發明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，該方法包括以下步驟：

步驟1，隨鉆套管定向鉆進：通過鉆具鎖將螺桿鉆具與套管鎖定，將螺桿鉆具進行定向鉆進的同時隨鉆跟入套管；

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與套管分離，提出定向鉆具，將套管留在孔內。

上述方案中，所述步驟1具體為：將所述套管連接鉆具鎖，從套管內下入螺桿鉆具，順時針旋轉螺桿鉆具，鉆具鎖鎖死，在螺桿鉆具前端連接擴眼器和領眼鉆頭，在鉆機給進力作用下螺桿鉆具帶動套管滑動定向鉆進，沖洗介質攜帶鉆屑從環空間隙返出孔外，實現隨鉆套管定向鉆進。

上述方案中，所述步驟2具體為：隨鉆套管定向鉆進至設計孔深后，逆時針旋轉鉆具，鉆具鎖打開，所述螺桿鉆具與套管分離，上提鉆具，所述擴眼器的翼片上提力作用下收縮至套管內，從而使擴眼器、領眼鉆頭與螺桿鉆具一起提出孔外，所述套管留在孔內。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

本發明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，有效延長瓦斯抽采時間，提高抽采效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例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；

圖2為圖1中D-D向剖視圖；

圖3為本發明實施例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示意圖；

圖4為本發明實施例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；

圖5為本發明實施例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示意圖；

圖6為本發明實施例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；

圖7為本發明實施例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示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

實施例1：