[實用新型]一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿

有效

• 申請號: 201420144729.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN203879393U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王有熙
• 申請（專利權）人: 中國人民武裝警察部隊后勤學院
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B43/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 葉青

技術領域

本涉及煤礦行業開采的裝置,特別是一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿。

背景技術

煤礦行業是經濟發展的支持產業，如何高效、安全、環保的開采煤礦是不斷研究的技術問題。考慮到煤層巖體的硬性強、密度高，在開采過程中利用水壓致裂技術可以降低煤層巖體的強度、增強煤層透氣性。現有技術中，通過單一鉆孔裝置對煤層進行致裂弱化，該項技術對煤層進行注水使其致裂弱化，在煤層中所產生裂紋規模小，方向不可控，無法使裂紋按預定方向擴展。目前，該項技術最大的難題就是致裂后的煤層產生的裂紋延展性無法控制，效果差。

本實用新型內容

針對現有技術中存在技術問題，本實用新型提供一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿，通過該鉆桿致裂后的煤層所產生裂紋大規模按預定方向擴展，改善煤層透氣性，降低煤層強度，提高生產效率。

為了解決現有技術中存在技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿，包括中空的外套管，所述外套管底部外側設置有把手，所述外套管底部圓周上設置有第一注水縫，所述外套管頂部設置有出水孔，所述外套管內部設置有內套管，所述內套管的頂部設置有分流器，所述內套管底部圓周上設置有第二注水縫，所述第一注水縫與所述第二注水縫之間設置有閥門。

所述把手與所述外套管底部橫軸之間的夾角范圍為0～90°。

所述第一注水縫在所述外套管圓周上位置與所述第二注水縫在所述內套管圓周上位置一致。

本實用新型有益效果：第一，本實用新型通過調整定向把手開啟的角度控制高壓注水進入外套管的角度范圍實現定向注水，進而控制高壓注水強度、流量及流速。第二，本實用新型通過旋轉閥門控制第一注水縫、第二注水縫重合、隔閉，滿足快速生成需要。第三，本實用新型通過分流器將注入內套管的高壓水有效分流成橫向水流噴射進煤層，可使煤層內形成線性定向注水裂縫，所產生的裂紋面積大、深度強，提高生產效率，節省人力。第四，本實用新型結構合理、設計巧妙，操作方便，適于廣泛應用。

附體說明

圖1是本實用新型一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿結構示意圖。

圖2是本實用新型一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿A-A剖面圖。

附圖標記：

1--外套管11--把手12--第一注水縫13--出水孔14--鐵環2--內套管

21--第二注水縫3--分流器4--閥門

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細地說明：

如圖1，圖2所示，本實用新型提供一種定向擴大煤層裂紋規模的鉆桿，包括中空的外套管1，所述外套管1底部外側設置有把手11，所述把手11與所述外套管1底部橫軸之間的夾角范圍為0～90°。所述把手11通過鐵環14套入外套管底部，把手11焊接在鐵環14的圓周上，一般情況下把手11為1或2個。在實際生產中，根據煤層的硬度，調整把手11的角度來控制向外套管1高壓注水的角度范圍，進而保證注水流速、流量。本實用新型通過所述外套管1底部圓周上設置有第一注水縫12，所述外套管頂部設置有出水孔13，所述外套管內部設置有內套管2，所述內套管的頂部設置有分流器3，所述內套管2底部圓周上設置有第二注水縫21，所述第一注水縫12與所述第二注水縫21之間設置有閥門4，所述第一注水縫12在外套管1圓周上位置與所述第二注水縫21在內套管2圓周上位置一致。這樣，在需要注水時，開啟閥門4，第一注水縫12與第二注水縫21重合，完成注水。關閉閥門4，第一注水縫12與第二注水縫21也同時被隔開，無法注水。

本實用新型實際工作過程：首先，在煤層上選擇預開鑿位置將鉆桿放入預定位置后，根據實際施工現場需要，調整把手的角度范圍，本實用新型將把手控制角度在30°，此時，從高壓管注入外套管的水呈30°的角度進入外套管內。隨后，開啟閥門，使第一注水縫與第二注水縫重合。然后，打開高壓水泵，經加壓后的水迅速地從第一注水縫和第二注水縫流入內套管里的分流器，同時，分流器將從底部頂入的水快速的橫向進行分離穿過出水口噴射進煤層內部，受到高壓線性水流噴射的煤層，會在其內部形成線性定向注水裂縫，從而達到定向水壓致裂煤層的目的。

以上參照附圖和實施例，對本實用新型進行了示意性描述，該描述沒有限制性。本領域的普通技術人員應能理解，在實際應用中，本實用新型中各部件的設置方式均可能發生某些改變，而其他人員在其啟示下也可能做出相似設計。需要指出的是，只要不脫離本實用新型的設計宗旨，所有顯而易見的改變及其相似設計，均包含在本實用新型的保護范圍之內。