[發明專利]松軟煤層一次成孔隨鉆套管裝置

在審

• 申請號: 202111036406.1
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113530448A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 田振林
• 申請（專利權）人: 陜西東田能源科技有限公司
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B7/28;E21B10/32;E21B10/46;E21D20/00;E21F7/00
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本發明涉及一種松軟煤層一次成孔隨鉆套管裝置，包括多級擴孔鉆頭，所述多級擴孔鉆頭右表面設有刀片收縮機構，所述刀片收縮機構右表面設有旋轉拖管機構，所述刀片收縮機構包括第一對接套。該松軟煤層一次成孔隨鉆套管裝置，通過設置多級擴孔鉆頭和刀片收縮機構，其中多級擴孔鉆頭可以實現一個鉆頭、一次鉆進就可以完成多次擴孔，減少對孔壁的擾動，大大縮短了孔的裸露時間，因此大大減少了塌孔的概率，而如果鉆進過程中出現孔壁塌落，其跟在鉆頭后面的套管就可以托住垮落的碎煤在套管外，不會造成鉆具脫落、折斷，卡鉆、埋鉆等鉆探事故，還可以通過來回拉動套管擠碎煤塊，擠碎的煤塊通過鉆孔液排出孔外，可以對局部的塌孔進行處理。

技術領域

本發明涉及煤礦井下松軟煤層瓦斯抽采技術領域，具體為一種松軟煤層一次成孔隨鉆套管裝置。

背景技術

煤礦高瓦斯礦井抽放瓦斯可以減少開采時的瓦斯涌出量，減少瓦斯隱患和瓦斯超限，是保證煤礦安全生產的一項預防性措施，對高瓦斯礦井或采區，瓦斯抽放在安全上技術上和經濟上都是必須的，本煤層預抽煤層瓦斯和底抽巷穿層鉆孔預抽煤層瓦斯，都是煤礦治理瓦斯和防治煤與瓦斯突出的重要手段之一，利用抽放鉆孔對煤體進行卸壓，通過抽放降低煤體瓦斯壓力與噸煤瓦斯含量，從而達到消突和安全生產的目的。

有些高瓦斯礦井的煤層為松軟煤層，堅固程度差，裂隙發育等原因造成鉆孔時塌孔，塌孔可造成鉆具脫落、折斷，卡鉆、埋鉆等鉆探事故，而且塌孔事故嚴重影響鉆探施工進度及鉆孔工程質量，對瓦斯抽采效果有很大影響，鉆探過程中由于鉆頭、鉆桿對孔壁、煤層擾動導致地層平衡被破壞造成塌孔，遇地質構造造成塌孔，當鉆孔過程中圍巖周圍的應力超過其自身的強度時，往往會引發鉆孔塌孔，無論是本煤層抽采、頂板巖巷下行穿采還是底抽巷上行抽采，煤層瓦斯抽采過程中，鉆孔易變形，極大降低了鉆孔成孔率，降低了瓦斯抽采效率，增加了抽采成本，嚴重限制了礦井瓦斯抽采達標進程。

以往的解決辦法是：先鉆一個小孔，然后通過三到四次擴孔將孔徑擴大到設計孔徑，再將套管穿入孔內，最后將套管密封固定在孔內，但是由于多次擴孔，造成對孔壁周圍煤層的多次擾動擠壓容易塌孔，多次擴孔施工時間長，孔裸露的時間也長，也容易塌孔。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種松軟煤層一次成孔隨鉆套管裝置，具備能夠提高鉆孔質量，能夠使套管同步輸送，最大限度降低鉆孔塌孔問題的優點，解決了現有鉆孔裝置多次擴孔，造成對孔壁周圍煤層的多次擾動擠壓容易塌孔的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種松軟煤層一次成孔隨鉆套管裝置，包括多級擴孔鉆頭，所述多級擴孔鉆頭右表面設有刀片收縮機構，所述刀片收縮機構右表面設有旋轉拖管機構。

所述刀片收縮機構包括第一對接套，所述第一對接套右表面滑動連接有第二對接套，所述第一對接套內滑動連接有活塞板，所述活塞板外周壁固定連接有第一磁鐵，所述第二對接套內周壁固定連接有插接至第一對接套內的第二磁鐵，所述第二對接套外周壁固定連接有防護套圈，所述第二對接套右表面固定連接有折疊刀座，所述折疊刀座內轉動連接有數量為兩個的刀架，所述刀架外周壁固定連接有金剛石復合片和齒塊，所述活塞板右表面固定連接有位于兩個刀架之間齒條，所述第一對接套內固定連接有第四磁鐵，所述活塞板與第二對接套之間固定連接有拉簧。

所述旋轉拖管機構包括錨桿，所述錨桿外周壁套接有軸承，所述軸承外周壁套接有連動套圈，所述連動套圈內固定安裝有無線控制器，所述連動套圈外套接有套管，所述套管內固定安裝有第三磁鐵，所述連動套圈外周壁滑動連接有插接至連動套圈內的連動塊，所述連動塊內固定安裝有電磁鐵。

進一步，所述多級擴孔鉆頭包括先導鉆頭，所述先導鉆頭右表面固定連接有二級擴孔鉆頭，所述二級擴孔鉆頭右表面固定連接有三級擴孔鉆頭，所述三級擴孔鉆頭右表面與第一對接套左表面固定連接。

進一步，所述先導鉆頭外周壁最大外徑小于二級擴孔鉆頭外周壁最大直徑，所述二級擴孔鉆頭外周壁最大外徑小于三級擴孔鉆頭外周壁最大外徑，所述先導鉆頭、二級擴孔鉆頭和三級擴孔鉆頭的軸心線均位于同一直線上。