[發明專利]跟管護孔穿復雜地層抽采瓦斯的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110398803.7
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113062693B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張興華;郭歌;曾偉;鄭確;張露露
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B43/00;E21F7/00;E21B7/02;E21B15/04;E21B4/20;E21B4/14;E21B19/086
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種跟管護孔穿復雜地層抽采瓦斯的裝置，其特征在于：包括行走機構、動力輸入裝置、角度調整機構、中心定向鉆進組件以及外部護孔組件，行走機構上安裝動力輸入裝置和角度調整機構，角度調整機構上安裝中心定向鉆進組件，動力輸入裝置驅動中心定向鉆進組件，中心定向鉆進組件包括鉆桿（3）、導向鉆頭（30）、合金鉆頭（32）、引導頭控制組件（29）、潛孔錘（27）和變徑接手（28），所述的鉆桿（3）前端與潛孔錘（27）連接，潛孔錘（27）通過變徑接手（28）與引導頭控制組件（29）連接，引導頭控制組件（29）前端和導向鉆頭（30）連接，導向鉆頭（30）內部設置有合金鉆頭（32），所述的外部護孔組件包括套在鉆桿（3）外側的跟管（2），跟管（2）前端與管靴（31）固定，管靴（31）套在引導頭控制組件（29）前端，管靴（31）的內徑小于引導頭控制組件（29）中段的最大直徑；

所述的引導頭控制組件（29）為內部中空的結構，引導頭控制組件（29）中部周側環向上設置有一圈凸臺，凸臺的外徑為引導頭控制組件（29）中段的最大直徑處的直徑，引導頭控制組件（29）內部設置有旋轉滑槽（33），引導頭控制組件前端和導向鉆頭進行連接，端頭部分是旋轉滑槽，合金鉆頭安裝在導向鉆頭內部，與引導頭控制組件端頭的旋轉滑槽連接，通過旋轉引導頭控制組件，帶動合金鉆頭沿著旋轉滑槽從導向鉆頭內部旋入和旋出。

2.根據權利要求1所述的跟管護孔穿復雜地層抽采瓦斯的裝置，其特征在于：所述的行走機構包括履帶底盤，履帶底盤兩側安裝有由行走馬達（12）驅動的鏈輪（13），鏈輪（13）驅動履帶（14）。

3.根據權利要求2所述的跟管護孔穿復雜地層抽采瓦斯的裝置，其特征在于：所述的角度調整機構包括角度調整液壓油缸（18）、轉盤座（19）、滑軌架（20）和固定油缸（11），轉盤座（19）通過轉盤座底盤支撐（23）安裝在履帶底盤上，轉盤座（19）上安裝立板（17），立板（17）上端安裝有滑軌架（20），滑軌架（20）后端與轉盤座（19）之間安裝有角度調整液壓油缸（18），滑軌架（20）的前后端的兩側安裝有固定油缸（11）。

4.根據權利要求3所述的跟管護孔穿復雜地層抽采瓦斯的裝置，其特征在于：所述的動力輸入裝置包括液壓油泵（9）、液壓馬達（6）、空壓機（8）和減速機（5），減速機（5）通過減速機支撐座（22）安裝在滑軌架（20）上，滑軌架（20）下方安裝有推進油缸（24），推進油缸（24）前端端頭部分連接減速機支撐座的底板下方，實現伸縮推進油缸，帶著減速機（5）在滑軌架（20）上前進和后退，液壓油泵（9）分別連接液壓馬達（6）和液壓油箱（26），液壓馬達（6）通過減速機（5）與鉆桿（3）連接，空壓機（8）通過空壓機氣管（7）與減速機（5）相連接。

5.一種如權利要求4所述的跟管護孔穿復雜地層抽采瓦斯的裝置的使用方法，其特征在于：包括以下步驟，

S100～打鉆前，調整鉆機的鉆進方位及傾角，調整完畢后，伸出固定油缸，將鉆機固定，將推進油缸縮回，在減速機輸出軸安裝一段鉆桿，鉆桿套裝一段跟管，正轉液壓馬達，帶動鉆桿和引導頭控制組件旋轉，使合金鉆頭沿著引導頭控制組件前端的旋轉滑槽旋出，開啟空壓機，壓縮空氣通過空壓機氣管進入鉆桿內部空腔，輸入到潛孔錘內，驅動鉆頭旋轉鉆進，同時提高推進油缸頂推力及頂推速度；

S200～鉆進過程中，因管靴的連接作用，鉆頭在鉆進的同時，引導頭控制組件帶著跟管同時進入孔內，從導向鉆頭前端排出的廢氣，將鉆屑及時排出孔外；

S300～待此組鉆桿鉆進至孔內后，關閉空壓機，反轉液壓馬達，使合金鉆頭旋入導向鉆頭，縮回推進油缸，將沖擊器拔出，跟管留在孔內；

S400～向孔內跟管外側縫隙注入封孔材料，待封孔材料凝固，將跟管與已經鋪設好的采空區橡膠埋吸管與瓦斯抽采器進行連接，即能夠對采空區瓦斯進行抽采；

S500～將鉆桿從減速機輸出軸拆下搬離工作面，在鉆桿和減速機輸出軸之間加裝另一段鉆桿和套裝跟管；

重復上述步驟S100-S500的操作，繼續鉆進至指定位置。