[發明專利]一種巷道鉆構造煤時隨鉆防塌孔工具及方法

在審

• 申請號: 201911169944.0
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110700764A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 倪小明;楊慈祥;金毅;王娟;李懷珍
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B12/00
• 分類號: E21B12/00;E21B17/10;E21B44/00;E21B47/12;E21B7/00;E21F7/00
• 代理公司: 41131 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 朱俊峰

一種巷道鉆構造煤時隨鉆防塌孔工具，包括固定套、若干個C型彈性支撐環、控制系統和遠程監控系統，固定套套裝固定在鉆桿的外部，鉆桿的前端設有鉆頭，固定套的外部下側沿長度方向固定連接有若干個卡座，每個C型彈性支撐環的缺口兩端均設有塞柱，兩個塞柱左右對稱卡接在相應的卡座內，每個卡座內部均設有兩個卡緊機構，每個卡座內部均設有定位芯片；控制系統分別與各個卡緊機構和遠程監控系統通過井下通信電纜連接，遠程監控系統分別與各個定位芯片通過GPRS或無線信號傳輸連接。本發明可以有效防止鉆孔中塌孔現象，能保證構造煤中鉆孔的成功率，同時又能在瓦斯抽放時起到護孔的作用，提高瓦斯抽采時間和抽采效果。

技術領域

本發明涉及煤層瓦斯抽放鉆孔支護技術領域，具體地說，涉及一種巷道鉆構造煤時隨鉆防塌孔工具及方法。

背景技術

井下打抽放鉆孔進行瓦斯抽放是目前常用的井下瓦斯抽采方式之一。通過抽放孔進行抽放瓦斯，使煤層中的瓦斯含量降低、瓦斯壓力下降，使采掘速度加快，煤與瓦斯突出危險性顯著降低。我國大多數地區的煤層形成后都經歷了多期構造運動作用，煤層段或多或少存在碎粒煤、糜棱煤等構造煤，當在碎粒煤或糜棱煤發育的構造煤中進行鉆孔時，采用常規的工藝方法很容易塌孔，鉆孔長度受限。即使成孔，由于煤層比較軟，進行一段時間抽放后，很容易塌孔使抽放效果大大降低，最終影響了抽放瓦斯量。采用鉆井液泥漿護壁的方法一定程度上能解決鉆進成孔的問題，由于泥漿護壁形成了一薄層保護膜，會影響后期的抽放效果。采用雙螺旋鉆桿方式更多是解決排渣問題，防塌孔效果不理想。采用高強度支撐護孔篩管的方法是在已經鉆好的鉆孔中進行的支護，但對鉆進過程中的塌孔問題則顯得力不從心。因此，亟需研制一種鉆構造煤時隨鉆防塌孔工具，既能保證構造煤中鉆孔的成功率，同時又能在瓦斯抽放時起到護孔的作用，提高瓦斯抽采時間和抽采效果。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種的巷道鉆構造煤時隨鉆防塌孔工具及方法，本發明可以有效防止鉆孔中塌孔現象，能保證構造煤中鉆孔的成功率，同時又能在瓦斯抽放時起到護孔的作用，提高瓦斯抽采時間和抽采效果。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種巷道鉆構造煤時隨鉆防塌孔工具，包括固定套、若干個C型彈性支撐環、控制系統和遠程監控系統，固定套套裝固定在鉆桿的外部，以鉆進方向為前向，鉆桿的前端設有鉆頭，固定套的外部下側沿長度方向固定連接有若干個與各個C型彈性支撐環一一對應連接的卡座，各個卡座位于同一直線上，每個C型彈性支撐環的缺口兩端均設有塞柱，兩個塞柱左右對稱卡接在相應的卡座內，每個卡座內部均設有兩個分別用于固定和釋放兩個塞柱的卡緊機構，兩個卡緊機構的結構相同且左右對稱，C型彈性支撐環和卡座合圍成套在固定套外部的封閉圓環，封閉圓環的外徑小于鉆頭的最大外徑，每個卡座內部均設有定位芯片；

控制系統分別與各個卡緊機構和遠程監控系統通過井下通信電纜連接，遠程監控系統分別與各個定位芯片通過GPRS或無線信號傳輸連接。

固定套的一端內圓與鉆桿的外部之間螺紋連接，卡座為中空盒體結構，卡座的上表面為與固定套的外圓周相適配的圓柱面，卡座的前后兩側面上部邊緣均設有折邊，折邊的上表面和固定套的外圓周之間夾設有墊片，折邊與固定套通過若干根穿過折邊和墊片的緊固螺栓固定連接，卡座的左側面和右側面均開設有左右通透且對應的卡孔，兩個塞柱分別對應穿過兩個卡孔插入到卡座內部，每個塞柱的前后兩側均開設有卡槽，兩個卡槽前后對應。