[發(fā)明專利]一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111911225B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武文賓;李良偉;林府進(jìn);劉延保;孫朋;李日富;江萬剛;潘雪松;劉洋;唐建平;姚壯壯
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/26
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

1.一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置，包括鉆頭、鉆桿以及鉆機(jī)，其特征在于：還包括設(shè)置在鉆桿之間的依次連接的高低壓轉(zhuǎn)換裝置以及膨脹式封隔器，高低壓轉(zhuǎn)換裝置與膨脹式封隔器內(nèi)設(shè)置有中心管，高低壓轉(zhuǎn)換裝置在與遠(yuǎn)離鉆機(jī)端的鉆桿連通的一端設(shè)置有同中心管導(dǎo)通的出口；

所述中心管靠近高低壓轉(zhuǎn)換裝置的一端通過彈性閥門組件將高低壓轉(zhuǎn)換裝置分隔為內(nèi)管路與外管路，中心管的另一端與鉆機(jī)端的鉆桿連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置，其特征在于：所述出口的直徑小于中心管直徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置，其特征在于：所述鉆桿為耐高壓密封鉆桿。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置，其特征在于：所述中心管通過高低壓轉(zhuǎn)換裝置與鉆機(jī)端的鉆桿導(dǎo)通，該鉆機(jī)端的鉆桿末端設(shè)置有轉(zhuǎn)換接頭，該轉(zhuǎn)換接頭通過高壓膠管連接有注水泵。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置，其特征在于：所述彈性閥門組件包括彈簧以及滑套環(huán)。

6.一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化方法，應(yīng)用如權(quán)利要求1～5任一所述的一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，設(shè)計(jì)順煤層鉆孔施工參數(shù)、膨脹式封隔器距孔口距離、注水量、注水壓力；

步驟2，先將高低壓轉(zhuǎn)換裝置連接鉆桿，再將膨脹式封隔器連接高低壓轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)施工參數(shù)使用煤礦井下小于3MPa的低壓水進(jìn)行順煤層鉆孔施工，施工到深度為X時停止鉆進(jìn)，此時水僅從中心管流出，膨脹式封隔器不發(fā)生膨脹；

X的計(jì)算公式如下：

X＝L-m-n-p

上式中，L為順煤層鉆孔設(shè)計(jì)長度，m為膨脹式封隔器距孔口距離，n為膨脹式封隔器長度，p為高低壓轉(zhuǎn)換裝置長度；

步驟3，繼續(xù)連接鉆桿施工至順煤層鉆孔設(shè)計(jì)長度后停止鉆進(jìn)，使鉆機(jī)動力頭處于抱死鉆桿狀態(tài)并停機(jī)；

步驟4，從鉆桿上拆下順煤層鉆孔施工排渣所用的旋轉(zhuǎn)水尾，將鉆桿與注水泵連通；

步驟5，開啟注水泵并升高水壓力至3MPa以上，一部分高壓水使彈性閥門組件打開，使水進(jìn)入外管路并流向膨脹式封隔器內(nèi)，使膨脹式封隔器膨脹，從而封孔；

步驟6，待膨脹式封隔器膨脹之后將水壓調(diào)整至設(shè)計(jì)注水壓力，達(dá)到設(shè)計(jì)注水量時緩慢降低注水壓力使膨脹式封隔器泄壓，后關(guān)閉注水泵停止注水并退出鉆桿、膨脹式封隔器、高低壓轉(zhuǎn)換裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種順煤層鉆孔鉆進(jìn)注水一體化方法，其特征在于：步驟6中設(shè)計(jì)注水壓力大于3MPa。