CN110485998A - 一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术 - Google Patents
一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110485998A CN110485998A CN201910819508.7A CN201910819508A CN110485998A CN 110485998 A CN110485998 A CN 110485998A CN 201910819508 A CN201910819508 A CN 201910819508A CN 110485998 A CN110485998 A CN 110485998A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling
- hole
- high temperature
- drilling machine
- drilling tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 6
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 abstract description 4
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B12/00—Accessories for drilling tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/001—Cooling arrangements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
- E21B44/02—Automatic control of the tool feed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明内容主要提供了一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其主要用于其主要用于矿山安全防护领域，具体的说用于井巷瓦斯抽放、矿压治理等方面在进行钻孔实施时因钻温过高而造成的井下安全事故的治理防护，通过孔内钻具的温度识别***对钻具切削温度进行实时监测，同时钻具内设置有高温闭锁***，当孔内钻具温度过高时在钻孔内产生高温，利用高温具有的特性在孔内实现闭锁，当钻具在孔内进行闭锁后干式风排钻进方式的便会将风在钻具内及前端钻孔内进行封闭，由于钻具封闭及钻机端供风器的持续供风，使钻孔封闭段及钻具内的风压迅速增高，当达到设定值后便会促使打开卸压机构，当卸压机构打开时说明孔内温度超过预定温度值，需进行降温处理。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其主要用于矿山安全防护领域，具体的说用于井巷瓦斯抽放、矿压治理等方面在进行钻孔实施时因钻温过高而造成的井下安全事故的治理防护。
背景技术
钻孔事故灾害是矿难事故的主要灾害之一，在每年的矿山灾害事故中占有一定的比例，在此所描述的钻孔灾害事故主要是指在进行井下钻孔施工时由于非机械事故造成的孔内灾害事故，其中诱因以钻探为主的主要体现在在进行钻孔时所造成的孔内温度过高，在高瓦斯赋存的煤层中常伴有极松软煤层，为突破松软煤层钻孔成型难的特性，我国在早期便进行了钻具的研发改进和钻孔工艺的优化升级，突出的钻进方式便是采用多棱体钻具方式实施钻孔，采用风排作为排渣介质进行整套钻孔工艺的改进使用，在经过多年的实践应用取得了显著的应用效果，并在全国进行普及，使用多棱体钻具进行钻孔可有效腻抹钻孔孔壁达到护孔的目的，为突显这一优势需采用风作为排渣介质用以代替水钻的工艺，在进行风钻排渣的时候由于风的冷却性能低于水，所以在钻孔做成中容易造成孔内钻具高温，一旦温度超过瓦斯临界极限便会造成孔内钻孔事故，甚至危及生命安全，目前针对国内而言，对于钻温的控制仍存在较大漏洞。
发明内容
本发明内容提供的是一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，主要涉及的是在钻温过高时对于孔内钻具的自动闭锁***，通过利用风压压差传导识别技术结合液压钻机机械控制手段，实现对钻机的负载控制和孔内高温预警的快速治理；通过利用孔内钻具的温度识别***对孔内钻具温度进行实时检测；通过利用钻具的反馈发生控制***对钻具进行整体抱死控制，防止灾害事故的发生。
通过孔内钻具的温度识别***对钻具切削温度进行实时监测，同时钻具内设置有高温闭锁***，当孔内钻具温度过高时在钻孔内产生高温，利用高温具有的特性在孔内实现闭锁，当钻具在孔内进行闭锁后干式风排钻进方式的便会将风在钻具内及前端钻孔内进行封闭，由于钻具封闭及钻机端供风器的持续供风，使钻孔封闭段及钻具内的风压迅速增高，当达到设定值后便会促使打开卸压机构，当卸压机构打开时说明孔内温度超过预定温度值，需进行降温处理。
液压钻机机械控制***为在液压钻机内植入机械控制手段或电控控制手段对钻机的负载进行采集并对钻机采取控制，其中机械控制手段是采用过载回流控制阀，当负载过大时利用阀芯的转换实现钻机的控制，负载消除后阀芯归零，钻机恢复工作状态；电控控制手段为利用电液控制器对负载产生过载保护后切断钻机电源，实现钻机的整体暂停，当负载消除后消除对钻机的控制使钻机恢复运作。
所述的孔内钻具的温度识别***是在钻具内安装温控***，通过在钻具前端或钻具切削部位设置有温度采集装置，在钻具的钻杆内部设置信号传递装置，当每根钻杆进行连接后可将温度采集装置采集到的信号传递至全方位电控***内并作实时显示。
所述的钻具的反馈发生控制***是在钻具中的钻杆位置增加孔内闭锁控制装置，孔内闭锁控制装置可为化学反应控制或机械式温度反馈控制，其目的是当温度达到临界值后孔内的钻具***实现对钻孔的整体闭锁。
一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术在应用时当钻具高温闭锁后钻具冷却***进行切换，将风排钻进方式转换为风水联动雾化对前端钻具进行冷却降温，防止单一用水降温对钻孔孔壁造成破坏，甚至形成塌孔，采用风水联动雾化可将水进行喷淋分散，形成雾化微粒，更加便于输出从而达到快速降温的目的。
具体实施方式
一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术的具体实施方式为在钻具的前端或钻头位置加装一个温度识别***，通过温度识别***对钻进时产生的孔内温度进行数据采集，温度识别***与钻杆内部设置的信号传递装置连接。
钻机内的液压控制***主要用于对钻机的整体运作控制，在液压控制***内部安装有机械控制手段或电控控制手段对钻机的负载进行采集并对钻机采取控制，其中机械控制手段是采用过载回流控制阀，当负载过大时利用阀芯的转换实现钻机的控制，负载消除后阀芯归零，钻机恢复工作状态；电控控制手段为利用电液控制器对负载产生过载保护后切断钻机电源，实现钻机的整体暂停，当负载消除后消除对钻机的控制使钻机恢复运作。
钻具的内部安装有信号传递装置，并同时安装有反馈发生控制***，反馈发生控制***的内部构造为设置有孔内闭锁装置，孔内闭锁装置为采用高温膨胀反应装置或高温自动闭锁机械控制机构对孔内高温进行反馈控制。
钻具与钻机连接的位置端设置有供风器装置，供风器装置内部设置有风道用于大流量的风排钻孔中的供风，其次设置有卸压机构，供风器装置可用于高速旋转作业。
任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (3)
1.一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其特征在于在进行温度识别钻进的同时实现钻孔的闭锁，在孔内高温时通过内部闭锁结构将闭锁形成的封闭段及钻具内的风压迅速增高并迅速传递至钻机和钻具连接端的供风器结构处，使供风器常用供风装置关闭，开启卸压装置，并对钻机施加负载使钻机启动负载***。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其特征在于所述的钻具的反馈发生控制***的内部构造为设置有孔内闭锁装置，孔内闭锁装置为采用高温膨胀反应装置或高温自动闭锁机械控制机构对孔内高温进行反馈控制。
3.根据权利要求1所述的一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其特征在于所述的钻机的液压控制***内部安装有机械控制手段或电控控制手段对钻机的负载进行采集并对钻机采取控制，其中机械控制手段是采用过载回流控制阀，当负载过大时利用阀芯的转换实现钻机的控制，负载消除后阀芯归零，钻机恢复工作状态；电控控制手段为利用电液控制器对负载产生过载保护后切断钻机电源，实现钻机的整体暂停，当负载消除后消除对钻机的控制使钻机恢复运作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910819508.7A CN110485998A (zh) | 2019-08-31 | 2019-08-31 | 一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910819508.7A CN110485998A (zh) | 2019-08-31 | 2019-08-31 | 一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110485998A true CN110485998A (zh) | 2019-11-22 |
Family
ID=68555946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910819508.7A Pending CN110485998A (zh) | 2019-08-31 | 2019-08-31 | 一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110485998A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111472749A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-31 | 山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿 | 一种随钻温度监测及高温自动闭锁***与方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3537518A (en) * | 1969-04-22 | 1970-11-03 | Byron Jackson Inc | Safety drill pipe float valve with heat responsive shut off sleeve |
| CA2274169A1 (en) * | 1996-12-23 | 1998-07-02 | Paul Robert Sprehe | Well drilling system with closed circulation of gas drilling fluid and fire suppression apparatus |
| CN201339436Y (zh) * | 2008-12-18 | 2009-11-04 | 重庆飞尔达机械有限责任公司 | 自动防卡转液压钻机 |
| CN202832388U (zh) * | 2012-10-29 | 2013-03-27 | 陕西联盟物流有限公司 | 气体钻井用防回火阀 |
| CN103321670A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-09-25 | 四川大学 | 内置式钻杆温控自动闭风阻燃装置 |
| CN104747102A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-07-01 | 陈进 | 一种煤层排渣施工方法及风水转换器 |
-
2019
- 2019-08-31 CN CN201910819508.7A patent/CN110485998A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3537518A (en) * | 1969-04-22 | 1970-11-03 | Byron Jackson Inc | Safety drill pipe float valve with heat responsive shut off sleeve |
| CA2274169A1 (en) * | 1996-12-23 | 1998-07-02 | Paul Robert Sprehe | Well drilling system with closed circulation of gas drilling fluid and fire suppression apparatus |
| CN201339436Y (zh) * | 2008-12-18 | 2009-11-04 | 重庆飞尔达机械有限责任公司 | 自动防卡转液压钻机 |
| CN202832388U (zh) * | 2012-10-29 | 2013-03-27 | 陕西联盟物流有限公司 | 气体钻井用防回火阀 |
| CN103321670A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-09-25 | 四川大学 | 内置式钻杆温控自动闭风阻燃装置 |
| CN104747102A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-07-01 | 陈进 | 一种煤层排渣施工方法及风水转换器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111472749A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-31 | 山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿 | 一种随钻温度监测及高温自动闭锁***与方法 |
| CN111472749B (zh) * | 2020-04-20 | 2022-10-21 | 山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿 | 一种随钻温度监测及高温自动闭锁***与方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9863206B2 (en) | Blowout preventer stack and supply system | |
| CN106020102B (zh) | 一种水下采油树智能化控制***及其控制方法 | |
| CN102966612A (zh) | 矿用全液压坑道钻机液压控制*** | |
| NO326132B1 (no) | Boresystem og fremgamgsmate | |
| CN202117705U (zh) | 一种高低压转换水割器 | |
| CN208619156U (zh) | 煤矿瓦斯钻孔分组抽采管路*** | |
| WO2020124166A1 (en) | Gas monitoring system and apparatus | |
| CN104533394A (zh) | 一种随钻地层压力测量装置 | |
| CN110566127B (zh) | 一种用于钻探的扩孔钻具及其扩孔方法 | |
| CN110485998A (zh) | 一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术 | |
| CN203499569U (zh) | 水压控钻冲割一体高效钻头 | |
| US9359851B2 (en) | High energy tubular shear | |
| CN113833449B (zh) | 一种煤矿井下气体定向钻进用随钻监控***及方法 | |
| CN203223215U (zh) | 高效钻机自动控制*** | |
| CN202850902U (zh) | 一种井下涡轮发电机闭环控制*** | |
| CN102128047B (zh) | 钻孔施工气碴分离回收*** | |
| CN204267019U (zh) | 联合测定qst值的装置 | |
| CN108894969A (zh) | 石油钻井工程钻井泵憋泵的监测判断方法及其泵压防护*** | |
| CN106032756B (zh) | 岩石隧道掘进机 | |
| US10260297B2 (en) | Subsea well systems and methods for controlling fluid from the wellbore to the surface | |
| CN113107461B (zh) | 煤矿瓦斯抽采智能监测、控制***及其使用方法 | |
| JP2013204356A (ja) | ボーリング削孔の孔内流量管理システム | |
| CN212249991U (zh) | 一种可回收鱼骨增产工具 | |
| CN204402348U (zh) | 水气闭锁锚杆钻机 | |
| CN103758505A (zh) | 钻具井口安全保护方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191122 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |