[發明專利]一種螺桿馬達造斜鉆進方法

在審

• 申請號: 202010850272.6
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111946263A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 陳立偉;裴蓓;高保彬;許彥鵬;劉軍;王林;袁軍偉;楊宏民;趙明振
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B4/02;E21B47/022;E21B47/024;E21F7/00;E21F17/00;E21F17/12
• 代理公司: 鄭州豫原知識產權代理事務所(普通合伙) 41176
• 代理人: 李保林

本發明公開了一種螺桿馬達造斜鉆進裝置，包括鉆頭，所述鉆頭的一端固定連接有螺桿馬達，所述螺桿馬達遠離鉆頭的一端固定連接有馬達工具面，所述馬達工具面遠離螺桿馬達的一端固定連接有下無磁鉆桿和上無磁鉆桿，所述下無磁鉆桿和上無磁鉆桿的外側壁固定套接有測量探管，所述上無磁鉆桿遠離下無磁鉆桿的一端固定連接有鉆桿，所述鉆桿遠離上無磁鉆桿的一端固定連接有送水器，所述送水器的側面連通設有高壓送水膠管。本發明，通過泥漿泵提供高壓水流驅動螺桿馬達旋轉鉆進，鉆機向孔內鉆具施加鉆壓，通過調整馬達工具面實現調整鉆孔施工方位或開分支，解決了傳統的鉆孔圍巖應力發生變化，導致抽采鉆孔塌孔的情況。

技術領域

本發明涉及螺桿馬達技術領域，尤其涉及一種螺桿馬達造斜鉆進方法。

背景技術

瓦斯抽放是采用專用設備把煤層、巖層和采空區中的瓦斯抽出或排出的措施，瓦斯抽放即通過打鉆，利用鉆孔(或巷道)、管道和真空泵將煤層或采區內的瓦斯抽至地面的技術措施，螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鉆具。

目前煤礦井下定向鉆進技術是以液動螺桿馬達作為孔底動力，驅動鉆頭回轉碎巖的鉆進技術方法，隨著煤炭開采深度的增加和開采范圍的擴大，以鉆孔抽采為主要技術手段的煤層瓦斯治理難度越來越大，同時在施工煤層抽采瓦斯的過程中，或者抽采期間，由于鉆孔圍巖應力發生變化，導致抽采鉆孔塌孔，封堵抽采瓦斯的涌出通道，為此，提出一種螺桿馬達造斜鉆進方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中抽采時鉆孔塌孔，封堵抽采瓦斯的涌出通道的缺點，而提出的一種螺桿馬達造斜鉆進方法，避免了瓦斯封堵抽采的涌出通道的問題，有效的瓦斯抽放效率。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種螺桿馬達造斜鉆進裝置，包括鉆頭，所述鉆頭的一端固定連接有螺桿馬達，所述螺桿馬達遠離鉆頭的一端固定連接有馬達工具面，所述馬達工具面遠離螺桿馬達的一端固定連接有下無磁鉆桿和上無磁鉆桿，所述下無磁鉆桿和上無磁鉆桿的外側壁固定套接有測量探管，所述上無磁鉆桿遠離下無磁鉆桿的一端固定連接有鉆桿，所述鉆桿遠離上無磁鉆桿的一端固定連接有送水器，所述送水器的側面連通設有高壓送水膠管，所述送水器的側面電連接有通訊電纜，所述通訊電纜遠離送水器的一端電連接有監視器，所述馬達工具面的內部固定連接有調節馬達，所述調節馬達的輸出端與下無磁鉆桿連接，所述上無磁鉆桿的側面連接有密封機構。

優選地，所述測量探管由無線電磁波測量探管本體、電池筒、無磁外管和絕緣短節組成，電池筒為無線電磁波測量探管提供電源，測量探管將測得的鉆孔數據通過通訊電纜以電磁波形式傳輸到監視器中。

優選地，所述下無磁鉆桿和上無磁鉆桿采用無磁鋼材料加工，兩者內部均設有大通孔結構，外部設計螺旋槽結構。

優選地，所述鉆具組合為，Ф96mm定向鉆頭、Ф73mm螺桿馬達、2mФ76mm下無磁鉆桿、0.6mФ76mm測量探管、3mФ76mm上無磁鉆桿、多個Ф73mm通纜鉆桿、Ф73mm通纜水尾。

一種螺桿馬達造斜鉆進方法，包括：

S1,根據設計鉆孔的軌跡狀況，選用合適彎頭大小的的螺桿馬達；

S2,連接鉆具組合，使鉆頭、螺桿馬達、馬達工具面、下無磁鉆桿、測量探管、上無磁鉆桿和鉆桿連接在一起，使鉆具組合完整，然后將整個鉆具連接送水器和高壓送水膠管，再通過訊電纜和監視器與整個鉆具電連接，接著調整好螺桿馬達工具面向角Ω，使其彎頭朝正上，使用隨鉆測量裝置進行工具面修正；

S3,在鉆進過程中，使用隨鉆測量裝置測量鉆孔軌跡和螺桿馬達彎頭朝向，并根據通訊電纜和監視器傳輸的信息觀察鉆孔軌跡與設計軌跡的偏離狀況，調整螺桿馬達彎頭朝向，即控制螺桿馬達工具面向角大小，從而控制鉆孔軌跡沿設計延伸。

優選地，所述馬達工具面的偏移角度可分為四個象限。