[發明專利]水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置及方法

有效

• 申請號: 201911035794.4
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110630182B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 曹垚林;郭懷廣;仇海生;張開加;張洪禎;倪興;呂曉波
• 申請（專利權）人: 煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B7/04;E21F7/00
• 代理公司: 沈陽易通專利事務所 21116
• 代理人: 王建男

1.水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置，其特征在于：包括外層鉆管、內層鉆管、活動彎關節、鉸鏈結構、第一鉆管夾持器和第二鉆管夾持器，其中鉸鏈結構的軸向方向內部中空，且鉸鏈結構為單向彎曲鉸鏈，鉸鏈結構后端通過活動彎關節連接在內層鉆管的前端，且活動彎關節的彎曲方向與鉸鏈結構回轉方向在同一平面內且方向相反，所述鉸鏈結構以及內層鉆管內置于外層鉆管內，鉸鏈結構的前端與外層鉆管沿垂直于鉸鏈結構彎曲方向鉸接，所述第一鉆管夾持器固定外層鉆管并提供持續向前推力，所述第二鉆管夾持器夾持內層鉆管并提供持續向前推力，帶動鉸鏈結構產生徑向回轉；

所述鉸鏈 結構包括若干個活動頁片，所述活動頁片為梯形結構，活動頁片下底依次相鄰布置且活動頁面主體同向布置，相鄰兩個活動頁片通過鉸鏈接軸可轉動連接，且在鉸鏈結構在極限彎曲狀態時，相鄰兩個活動頁片的側邊可抵接并形成定位；

所述外層鉆管對應鉸鏈結構的位置第一鏤空處，該第一鏤空處位于鉸鏈結構的彎曲方向，使得鉸鏈結構彎曲后部分段沿第一鏤空處置于外層鉆管外部；

所述外層鉆管對應鉸鏈結構的位置具有第二鏤空處；

所述活動頁片的內部中空處設有活動滾輪。

2.根據權利要求1所述的水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置，其特征在于：所述水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置還包括連接管，所述鉸鏈結構的后部鉸接在連接管的前部，所述連接管的后部連接在活動彎關節上。

3.根據權利要求1所述的水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置，其特征在于：所述活動彎關節內絲尺寸與內層鉆管外絲尺寸匹配。

4.根據權利要求1所述的水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置，其特征在于：所述水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置還包括動力系統，所述動力系統包括三相異步電動機、電動機開關、超高壓電動油泵、油泵控制閥、高壓膠管和壓力表，其中所述超高壓電動油泵的輸入端通過電動機開關控制連接三相異步電動機，超高壓電動油泵輸出端通過油泵控制閥和高壓膠管壓力表連接第一鉆管夾持器和第二鉆管夾持器，以控制第一鉆管夾持器、第二鉆管夾持器的開合和推進。

5.根據權利要求1所述的水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置，其特征在于：所述鉸鏈結構的前端與外層鉆管通過錨固滾輪鉸接。

6.水力噴射鉆進小半徑徑向回轉方法，使用如權利要求1-5任一項所述的水力噴射鉆進小半徑徑向回轉裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，水力噴射鉆進徑向回轉作業前，鉆進系統在煤體內形成預定尺寸鉆孔，并將外層鉆管、內層鉆管、柔性鉆管、轉向器鉆進到預定徑向回轉位置；

步驟二，小半徑徑向回轉工作，控制第二鉆桿夾持器使內層鉆管向前推進，進而使活動彎關節向前推進并轉向，帶動鉸鏈結構整體90度轉向，進而內部的柔性鉆管帶動射流噴頭發生90度徑向回轉；

步驟三，水力噴射鉆進，完成徑向回轉后，射流噴頭在鉆孔孔壁上開口，并由射流噴頭上的反向噴嘴提供動力向前推進，形成射流鉆孔。