[發(fā)明專利]一種大直徑瓦斯抽采鉆孔成孔裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010477024.1
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111608585B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高亞斌;向鑫;郭曉亞;牛岳屾;韓培壯
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B44/00
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種大直徑瓦斯抽采鉆孔成孔裝置的成孔方法，其特征在于：裝置包括高壓液體發(fā)生系統(tǒng)（1）、中央智能控制系統(tǒng)（2）以及智能鉆進(jìn)系統(tǒng)（7），高壓液體發(fā)生系統(tǒng)（1）與中央智能控制系統(tǒng)（2）連接，中央智能控制系統(tǒng)（2）通過高壓密封水管（3）與智能鉆進(jìn)系統(tǒng)（7）連接，智能鉆進(jìn)系統(tǒng)（7）包括智能鉆機(jī)（4）、密封自動鉆桿（5）和自旋鉆頭（6），智能鉆機(jī)（4）上安裝密封自動鉆桿（5），密封自動鉆桿（5）前端安裝自旋鉆頭（6），自旋鉆頭（6）上安裝有激光測距裝置（8）以及高壓射流裝置（9）；

包括以下步驟，

S100～啟動中央智能控制系統(tǒng)，輸入需要的鉆孔成孔直徑并選擇鉆孔類型，中央智能控制系統(tǒng)將接受到的數(shù)據(jù)換算成需要的初始射流壓力，開始啟動高壓液體發(fā)生系統(tǒng)；調(diào)節(jié)高壓工作液體輸入的工作射流壓力從而控制工作射流流量，高壓液體發(fā)生系統(tǒng)中的高壓工作液體經(jīng)過加壓后，通過密封自動鉆桿到達(dá)多功能自旋鉆頭并呈射流狀噴出；

S200～開始啟動智能鉆進(jìn)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)初始泵壓，各處開關(guān)開啟，開始沿鉆進(jìn)方向進(jìn)行鉆孔鉆進(jìn)，沿垂直鉆進(jìn)平面進(jìn)行鉆孔切割；在目標(biāo)鉆孔切割5~10min后完成一個小周期運(yùn)行，中央智能處理系統(tǒng)暫時關(guān)閉高壓液體發(fā)生系統(tǒng)，停止供入高壓工作液體，自旋鉆頭停止自旋，同時開啟激光測距器，并將成孔直徑數(shù)據(jù)實(shí)時傳回中央智能控制系統(tǒng)，中央智能系統(tǒng)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)再次調(diào)節(jié)泵壓，然后開啟高壓液體發(fā)生系統(tǒng)繼續(xù)切割過程；按周期不斷重復(fù)，中央智能控制系統(tǒng)根據(jù)即時的鉆孔成孔效果對射流壓力進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，以保證成孔效果；

S300～每完成10~15m鉆進(jìn)工作之后，中央智能控制系統(tǒng)自動停止智能鉆進(jìn)系統(tǒng)和高壓液體發(fā)生系統(tǒng)，開啟專用智能鉆機(jī)自動更換鉆桿，加裝鉆桿之后重復(fù)步驟S200；

S400～在目標(biāo)鉆孔切割完成后，中央智能控制系統(tǒng)下達(dá)停止切割指令，系統(tǒng)關(guān)閉高壓液體發(fā)生系統(tǒng)，停止供入高壓工作液體，同時智能鉆機(jī)完成自動卸鉆。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑瓦斯抽采鉆孔成孔裝置的成孔方法，其特征在于：所述步驟S100中，工作射流流量Q和工作射流壓力P₀的關(guān)系為：；式中，D為噴嘴直徑，為水密度，kg/m³；為速度系數(shù)，取0.98~1，當(dāng)噴嘴直徑一定時，通過調(diào)節(jié)射流壓力，控制射流的出口速度和流量。