[發(fā)明專(zhuān)利]一種鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴裝置及造穴方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110490818.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113202452B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏宏超;姚寧平;張金寶;宋海濤;王赫乾;張陽(yáng)陽(yáng);馬斌;李坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/26
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 孫雅靜

1.一種鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴方法，其特征在于，采用鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴裝置進(jìn)行操作，具體包括：

第一步：依次連接可開(kāi)閉鉆頭、鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴裝置、大通徑高壓密封鉆桿和水泵，進(jìn)行非造穴鉆進(jìn)成孔，此時(shí)調(diào)整水泵壓力不高于3MPa，可開(kāi)閉鉆頭回轉(zhuǎn)成孔，來(lái)自水泵的水流通過(guò)水道（24）流向鉆頭供鉆頭冷卻及沖孔；

第二步：鉆進(jìn)到預(yù)定造穴孔段，開(kāi)啟水力造穴，使水泵壓力高于3MPa，水流壓力推動(dòng)活塞體（32）軸向運(yùn)動(dòng)封堵出水孔（23），水流集中通過(guò)高壓噴嘴孔（12）流出，水壓迅速升高進(jìn)行高壓水射流造穴；

第三步：造穴完成后，使泵壓下降，活塞體（32）由復(fù)位彈性件（31）推回復(fù)位，水流通過(guò)水道（24）流向鉆頭，當(dāng)需要水力造穴時(shí)再重復(fù)第二步；

第四步：當(dāng)完成鉆孔所有鉆進(jìn)及造穴后，反復(fù)沖洗可開(kāi)閉鉆頭并關(guān)停水泵；

所述的鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴裝置，設(shè)置管體（2），管體（2）側(cè)壁內(nèi)嵌設(shè)水道（24）；管體（2）軸接設(shè)置造穴短節(jié)（1）；管體（2）內(nèi)設(shè)置壓力轉(zhuǎn)換活塞組件（3），所述的造穴短節(jié)（1）與壓力轉(zhuǎn)換活塞組件（3）軸向?qū)舆B通；水流推動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換活塞組件（3）軸向移動(dòng)進(jìn)行水道（24）封堵，形成的高壓水流于造穴短節(jié)（1）處進(jìn)行高壓水流造穴；

所述的壓力轉(zhuǎn)換活塞組件（3）包括沿水流流向依次設(shè)置的密封承壓體（36）、活塞體（32）和復(fù)位彈性件（31）；水流依次推動(dòng)密封承壓體（36）和活塞體（32）壓縮復(fù)位彈性件（31），活塞體（32）軸向移動(dòng)后進(jìn)行水道（24）封堵，形成的高壓水流于造穴短節(jié)（1）處進(jìn)行高壓水流造穴；

所述的壓力轉(zhuǎn)換活塞組件（3）還包括設(shè)置在活塞體（32）上游的活塞端蓋（37）；所述的活塞端蓋（37）為管式的接頭結(jié)構(gòu)，密封承壓體（36）密封壓設(shè)在活塞端蓋（37）與活塞體（32）之間；

與所述的水道（24）連通，在靠近造穴短節(jié)安裝端的管體（2）上設(shè)置進(jìn)水孔（25），管體（2）另一端設(shè)置出水孔（23），出水孔（23）設(shè)置在活塞體（32）的軸向移動(dòng)范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴方法，其特征在于，所述的密封承壓體（36）為鋼化玻璃材質(zhì)的圓片；

所述的復(fù)位彈性件（31）為矩形彈簧。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴方法，其特征在于，所述的活塞體（32）為管式結(jié)構(gòu)；

活塞體（32）外設(shè)置導(dǎo)向套（33）和第一密封圈（34）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴方法，其特征在于，在所述的出水孔（23）下游的管體（2）上還設(shè)置泄水孔（22）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆沖護(hù)一體化煤層鉆孔水力造穴方法，其特征在于，所述的造穴短節(jié)（1）為管式的結(jié)構(gòu)；

造穴短節(jié)（1）一端伸入管體（2）與壓力轉(zhuǎn)換活塞組件（3）軸向?qū)舆B通，并于該端開(kāi)設(shè)通水槽（14）；造穴短節(jié)（1）上游開(kāi)設(shè)高壓噴嘴孔（12）。