CN111810087A - 一种水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法 - Google Patents
一种水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111810087A CN111810087A CN202010539997.3A CN202010539997A CN111810087A CN 111810087 A CN111810087 A CN 111810087A CN 202010539997 A CN202010539997 A CN 202010539997A CN 111810087 A CN111810087 A CN 111810087A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drill bit
- grading
- cave
- making
- rod
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 103
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 34
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 34
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 16
- 238000004080 punching Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
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
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/006—Production of coal-bed methane
-
- 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
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明涉及水力大直径分级造穴卸压增透技术领域,一种水力大直径分级造穴卸压增透装置,其中分级造穴钻头安装在钻杆靠近钻头处,分级造穴钻头中分级造穴钻头底座固定安装在钻杆内,中空导水轴安装在分级造穴钻头底座上,分级造穴钻头转盘可转动的安装在中空导水轴上,分级造穴钻头射流杆尾部安装在分级造穴钻头转盘上,分级造穴钻头射流喷嘴安装在分级造穴钻头射流杆的头部,分级造穴钻头射流喷嘴向外高压喷水,且分级造穴钻头转盘通过分级造穴钻头射流喷嘴向外高压喷水形成的离心扭力转动。水力大直径分级造穴卸压增透装置,实现多次分级立体冲孔造穴,提高卸压增透防突效果。另外,本发明还提出一种水力大直径分级造穴卸压增透方法。
Description
技术领域
本发明涉及水力大直径分级造穴卸压增透技术领域,特别是水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法。
背景技术
煤矿瓦斯(煤层气)是重要的非常规天然气资源之一,在煤矿井下开展高瓦斯煤层的煤层气抽采时,未卸压煤层的煤层气抽采能否取得较好的效果主要取决于煤层的渗透性。但我国大部分矿区的煤层属于高瓦斯低渗煤层,煤质松软且渗透性差,渗透率仅为10-4~10-3mD,由于煤层的渗透性直接决定了煤矿瓦斯(煤层气)抽采及利用的效率,解决低渗煤层的煤层气难抽问题已成为确保煤矿安全生产,提高煤层气产量和利用率的关键环节。研发提高低渗煤层的渗透性、煤层气增产的技术与装备,已成为一项艰难而迫切的任务,所以难抽煤层井下增透关键技术及装备研发已成为亟待开展的重要任务。
水力造穴是指借助顺层钻孔或穿层钻孔深入煤体内部,采用高压水射流冲出大量煤体,形成若干直径较大的洞室,在煤体中形成一定卸压排放瓦斯区域。该措施一方面在水力造穴过程中将大量松软煤体破碎并冲出,起到了降低煤体地应力的作用;另一方面在煤层中形成的洞穴增大煤层裸露面积并且在洞室周围形成巨大的裂隙网络,为瓦斯运移及抽采提供了广阔的空间,改善了煤层渗透性,可以有效提高瓦斯抽采效率和瓦斯抽采量。
水力冲孔造穴技术是一种低透气性煤层卸压增透的有效方式,进入深部后,煤层透气性进一步降低,地应力增加,需要采取更大强度的卸压增透措施才能保证抽采防突的效果。对于水力冲孔造穴技术来说,即需要制造更大半径的孔洞。目前的水力冲孔造穴技术受冲孔方法、设备能力、结构限制,最大造穴半径有限,一般不超过0.5m。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出的水力大直径分级造穴卸压增透装置,可改变冲孔的过程,实现多次分级立体冲孔造穴,突破常规水力造穴方法造穴半径的极限,扩大钻孔的卸压范围,提高卸压增透防突效果。另外,本发明还提出一种水力大直径分级造穴卸压增透方法。
在第一个技术方案中,一种水力大直径分级造穴卸压增透装置,包括钻杆、钻头、钻杆夹持器、分级造穴钻头和供水装置,其中钻头安装在钻杆的前端,分级造穴钻头安装在钻杆内部且靠近前段靠近钻头处,钻杆与分级造穴钻头相对的位置具有外钻杆开槽,所述钻杆夹持器夹持在钻杆的尾部,该钻杆夹持器可驱动钻头和钻杆夹持器同步轴向转动,所述供水装置通过管路与分级造穴钻头连接并对分级造穴钻头供水;所述分级造穴钻头包括分级造穴钻头底座、分级造穴钻头转盘、中空导水轴、以及至少两组分级造穴钻头射流杆和分级造穴钻头射流喷嘴,其中分级造穴钻头底座固定安装在钻杆内,中空导水轴安装在分级造穴钻头底座上,所述分级造穴钻头转盘可转动的安装在中空导水轴上,所述分级造穴钻头射流杆尾部安装在分级造穴钻头转盘上,分级造穴钻头射流喷嘴安装在分级造穴钻头射流杆的头部,且所述分级造穴钻头射流杆的延长线与中部开槽中空导水轴的轴心交错,所述分级造穴钻头转盘内部具有转盘导水空腔;
所述供水装置通过管路对接,并通过管路、中部开槽中空导水轴和分级造穴钻头转盘对分级造穴钻头射流杆供水,所述分级造穴钻头射流喷嘴向外高压喷水,且分级造穴钻头转盘通过分级造穴钻头射流喷嘴向外高压喷水形成的离心扭力转动。
在第一个技术方案中,作为优选的,所述供水装置包括耐高压水尾,所述钻杆包括内钻杆和外钻杆,所述钻杆夹持器包括第一钻杆夹持器和第二钻杆夹持器,所述外钻杆套装在内钻杆的外部,所述钻头安装在外钻杆的前端,所述分级造穴钻头安装在内钻杆的前端,所述高压水尾连接在内钻杆的尾端,所述第一钻杆夹持器夹持在内钻杆的尾段,所述第二钻杆夹持器夹持在外钻杆的尾段。
在第一个技术方案中,作为优选的,所述分级造穴钻头底座朝向分级造穴钻头射流杆一侧表面具有弹簧磁力挡片,该弹簧磁力挡片设置在分级造穴钻头射流杆的旋转路径上,该弹簧磁力挡片用于在分级造穴钻头射流杆停止转动时吸引分级造穴钻头射流杆,使分级造穴钻头射流杆收纳在外钻杆内部。
在第一个技术方案中,作为优选的,所述外钻杆内还设有连接杆,该连接杆两端分别连接钻头尾部和分级造穴钻头的前端。
在第一个技术方案中,作为优选的,所述中部开槽中空导水轴通过底座轴承安装在分级造穴钻头底座上,所述分级造穴钻头底座内具有连通中部开槽中空导水轴和内钻杆的底座导水管路,且底座导水管路与底座轴承外壁焊接,所述中部开槽中空导水轴与底座轴承内壁焊接。
在第二个技术方案中,一种水力大直径分级造穴卸压增透方法,使用如第一个技术方案中的水力大直径分级造穴卸压增透装置,包括如下步骤:
步骤1,水力大直径分级造穴卸压增透装置造穴作业前,通过操纵第一钻杆夹持器和第二钻杆夹持器,将内钻杆、外钻杆、分级造穴钻头、钻头钻进到造穴工作位置;
步骤2,使用本发明中的耐高压水尾通过内钻杆、分级造穴钻头底座、分级造穴钻头转盘、中部开槽中空导水轴、分级造穴钻头射流可加长杆导水,实现分级造穴钻头射流喷嘴喷出高压射流,两组高压射流反作用力作用于分级造穴钻头转盘,产生扭矩带动分级造穴钻头转盘纵向高速旋转;
步骤3,分级造穴钻头横向旋转立体造穴,射流喷嘴纵向高速旋转同时,由钻机分别通过第一钻杆夹持器和第二钻杆夹持器带动内钻杆与外钻杆同步径向旋转,带动分级造穴钻头径向旋转,进而带动射流喷嘴径向旋转,完成该位置的立体造穴;
步骤4,完成全煤厚造穴后,停止供水,退出内钻杆、分级造穴钻头,更换加长尺寸的分级造穴钻头射流可加长杆,将内钻杆、分级造穴钻头,与钻头内螺纹旋紧相接,并推送至已造穴孔洞位置,重复步骤二与步骤三,在已有孔穴的基础上,完成造穴钻头大尺寸分级造穴。
在第二个技术方案中,作为优选的,在步骤3后包括,步骤31:在步骤3完成该位置的立体造穴后,停止供水,通过弹簧磁力挡片的阻挡与磁力作用,实现分级造穴钻头射流可加长杆回正,继续将内钻杆、外钻杆、分级造穴钻头、钻头钻进到下一造穴工作位置,重复上述步骤3,完成全煤厚连续造穴。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
使用本发明的有益效果是:
与现有技术相比,采用本发明在传统钻机钻进成孔的基础上,使用水力大直径分级造穴卸压增透装置发生造穴钻头的横向与纵向同时旋转,在钻孔附近形成了大体积立体三维空间,持续钻进实现全煤厚连续造穴,并可通过加长射流杆,实现更大体积的分级立体造穴,且具备小尺寸钻孔造穴、操作简单、易于控制等优点,增加了钻孔增透卸压范围,降低了人工劳动强度,降低了钻具机械损耗,有利于提升矿井瓦斯治理水平,确保煤矿安全生产。
附图说明
图1为本发明水力大直径分级造穴卸压增透装置中分级造穴钻头示意图。
图2为本发明水力大直径分级造穴卸压增透装置中分级造穴钻头侧向的示意图。
图3为本发明水力大直径分级造穴卸压增透装置整体示意图。
图4为本发明水力大直径分级造穴卸压增透装置中分级造穴钻头转盘受力示意图。
附图标记包括:
1-耐高压水尾、2-内钻杆、3-第一导水连接头、4-分级造穴钻头底座、5-分级造穴钻头转盘、6-中部开槽中空导水轴、7-第二导水连接头、8-分级造穴钻头射流杆、9-分级造穴钻头射流喷嘴、10-分级造穴钻头、11-第一钻杆夹持器、12-第二钻杆夹持器、13-外钻杆、14-连接杆、15-钻头、16-弹簧磁力挡片、20-高压水射流反作用力、21-扭矩方向、22-钻孔、31-底座导水管路、32-底座轴承、33-转盘导水空腔、34-外钻杆开槽。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式,对本技术方案进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而不是要限制本技术方案的范围。
实施例1
如图1-图4所示,本实施例提出的水力大直径分级造穴卸压增透装置,包括钻杆、钻头15、钻杆夹持器、分级造穴钻头10和供水装置,其中钻头15安装在钻杆的前端,分级造穴钻头10安装在钻杆内部且靠近前段靠近钻头15处,钻杆与分级造穴钻头10相对的位置具有外钻杆开槽34,钻杆夹持器夹持在钻杆的尾部,该钻杆夹持器可驱动钻头15和钻杆夹持器同步轴向转动,供水装置通过管路与分级造穴钻头10连接并对分级造穴钻头10供水;分级造穴钻头10包括分级造穴钻头底座4、分级造穴钻头转盘5、中空导水轴、以及至少两组分级造穴钻头射流杆8和分级造穴钻头射流喷嘴9,其中分级造穴钻头底座4固定安装在钻杆内,中空导水轴安装在分级造穴钻头底座4上,分级造穴钻头转盘5可转动的安装在中空导水轴上,分级造穴钻头射流杆8尾部安装在分级造穴钻头转盘5上,分级造穴钻头射流喷嘴9安装在分级造穴钻头射流杆8的头部,且分级造穴钻头射流杆8的延长线与中部开槽中空导水轴6的轴心交错,分级造穴钻头转盘5内部具有转盘导水空腔33;
供水装置通过管路、中部开槽中空导水轴6和分级造穴钻头转盘5对分级造穴钻头射流杆8供水,分级造穴钻头射流喷嘴9向外高压喷水,且分级造穴钻头转盘5通过分级造穴钻头射流喷嘴9向外高压喷水形成的离心扭力转动。
供水装置包括耐高压水尾1,钻杆包括内钻杆2和外钻杆13,钻杆夹持器包括第一钻杆夹持器11和第二钻杆夹持器12,外钻杆13套装在内钻杆2的外部,钻头15安装在外钻杆13的前端,分级造穴钻头10安装在内钻杆2的前端,高压水尾连接在内钻杆2的尾端,第一钻杆夹持器11夹持在内钻杆2的尾段,第二钻杆夹持器12夹持在外钻杆13的尾段。
分级造穴钻头底座4朝向分级造穴钻头射流杆8一侧表面具有弹簧磁力挡片16,该弹簧磁力挡片16设置在分级造穴钻头射流杆8的旋转路径上,该弹簧磁力挡片16用于在分级造穴钻头射流杆8停止转动时吸引分级造穴钻头射流杆8,使分级造穴钻头射流杆8收纳在外钻杆13内部。
外钻杆13内还设有连接杆14,该连接杆14两端分别连接钻头15尾部和分级造穴钻头10的前端。
中部开槽中空导水轴6通过底座轴承32安装在分级造穴钻头底座4上,分级造穴钻头底座4内具有连通中部开槽中空导水轴6和内钻杆2的底座导水管路31,且底座导水管路31与底座轴承32外壁焊接,中部开槽中空导水轴6与底座轴承32内壁焊接。
具体的,耐高压水尾1与内钻杆2连接,所述分级造穴钻头底座4通过第一导水连接头3与内钻杆2连接;所述底座导水管路31与底座轴承32外壁焊接,所述中部开槽中空导水轴6与底座轴承32内壁焊接,所述分级造穴钻头转盘5与中部开槽中空导水轴6螺纹连接,且转盘导水空腔33与中部开槽中空导水轴6内部相通,所述分级造穴钻头射流喷嘴9过分级造穴钻头10射流可加长杆、第二导水连接头7与分级造穴钻头转盘5连接,所述弹簧磁力挡片16上部为弹簧挡片,底部装有磁石,且上部挡片位于分级造穴钻头10射流可加长杆旋转路径上,底部固定于分级造穴钻头底座4之上;所述分级造穴钻头10通过连接杆14与钻头15连接;所述内钻杆2通过第一钻杆夹持器11连接钻机,所述外钻杆13通过第一钻杆夹持器11连接钻机;
进一步,分级造穴钻头10由分级造穴钻头底座4、分级造穴钻头转盘5、中部开槽中空导水轴6、第二导水连接头7、分级造穴钻头10射流可加长杆、分级造穴钻头射流喷嘴9、弹簧磁力挡片16、底座导水管路31、底座轴承32组成,其中分级造穴钻头10射流可加长杆加长前长度小于钻孔22半径。
分级造穴钻头底座4与分级造穴钻头转盘5通过中部开槽中空导水轴6、底座轴承32相接,且两者之间留有空隙。两组第二导水连接头7、分级造穴钻头10射流可加长杆、分级造穴钻头射流喷嘴9相互错开,不在同一直线上。
本水力大直径分级造穴技术及装备创新冲孔的方式及冲孔设备结构,改变冲孔的过程,实现多次分级立体冲孔造穴。突破常规水力造穴方法造穴半径的极限,扩大钻孔22的卸压范围,提高卸压增透防突效果。
实施例2
本实施例提出的水力大直径分级造穴卸压增透方法,使用如实施例1中提出的的水力大直径分级造穴卸压增透装置,包括如下步骤:
步骤1,水力大直径分级造穴卸压增透装置造穴作业前,通过操纵第一钻杆夹持器11和第二钻杆夹持器12,将内钻杆2、外钻杆13、分级造穴钻头10、钻头15钻进到造穴工作位置;
步骤2,使用本发明中的耐高压水尾11通过内钻杆2、第一导水连接头3、分级造穴钻头底座4、分级造穴钻头转盘5、中部开槽中空导水轴6、转盘导水空腔33、第二导水连接头7、分级造穴钻头10射流可加长杆导水,实现分级造穴钻头射流喷嘴9喷出高压射流,两组高压射流反作用力作用于分级造穴钻头转盘5,产生扭矩带动分级造穴钻头转盘5纵向高速旋转,如图4中扭矩方向22表示。
步骤3,分级造穴钻头10横向旋转立体造穴,射流喷嘴纵向高速旋转同时,由钻机分别通过第一钻杆夹持器11和第二钻杆夹持器12带动内钻杆2与外钻杆13同步径向旋转,带动分级造穴钻头10径向旋转,进而带动射流喷嘴径向旋转,完成该位置的立体造穴;停止供水,通过弹簧磁力挡片16的阻挡与磁力作用,实现分级造穴钻头10射流可加长杆回正,继续将内钻杆2、外钻杆13、分级造穴钻头10、钻头15钻进到下一造穴工作位置,重复上述步骤,完成全煤厚连续造穴。
步骤4,完成全煤厚连续造穴后,停止供水,退出内钻杆2、分级造穴钻头10,更换加长尺寸的分级造穴钻头10射流可加长杆,将内钻杆22、分级造穴钻头10,与钻头15内螺纹旋紧相接,并推送至已造穴孔洞位置,重复步骤二与步骤三,在已有孔穴的基础上,完成造穴钻头15大尺寸分级造穴。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本技术内容的思想,在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化,只要这些变化未脱离本发明的构思,均属于本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种水力大直径分级造穴卸压增透装置,其特征在于:包括钻杆、钻头、钻杆夹持器、分级造穴钻头和供水装置,其中钻头安装在钻杆的前端,分级造穴钻头安装在钻杆内部且靠近前段靠近钻头处,钻杆与分级造穴钻头相对的位置具有外钻杆开槽,所述钻杆夹持器夹持在钻杆的尾部,该钻杆夹持器可驱动钻头和钻杆夹持器同步轴向转动,所述供水装置通过管路与分级造穴钻头连接并对分级造穴钻头供水;所述分级造穴钻头包括分级造穴钻头底座、分级造穴钻头转盘、中空导水轴、以及至少两组分级造穴钻头射流杆和分级造穴钻头射流喷嘴,其中分级造穴钻头底座固定安装在钻杆内,中空导水轴安装在分级造穴钻头底座上,所述分级造穴钻头转盘可转动的安装在中空导水轴上,所述分级造穴钻头射流杆尾部安装在分级造穴钻头转盘上,分级造穴钻头射流喷嘴安装在分级造穴钻头射流杆的头部,且所述分级造穴钻头射流杆的延长线与中部开槽中空导水轴的轴心交错,所述分级造穴钻头转盘内部具有转盘导水空腔;
所述供水装置通过管路对接,并通过管路、中部开槽中空导水轴和分级造穴钻头转盘对分级造穴钻头射流杆供水,所述分级造穴钻头射流喷嘴向外高压喷水,且分级造穴钻头转盘通过分级造穴钻头射流喷嘴向外高压喷水形成的离心扭力转动。
2.根据权利要求1所述的水力大直径分级造穴卸压增透装置,其特征在于:所述供水装置包括耐高压水尾,所述钻杆包括内钻杆和外钻杆,所述钻杆夹持器包括第一钻杆夹持器和第二钻杆夹持器,所述外钻杆套装在内钻杆的外部,所述钻头安装在外钻杆的前端,所述分级造穴钻头安装在内钻杆的前端,所述高压水尾连接在内钻杆的尾端,所述第一钻杆夹持器夹持在内钻杆的尾段,所述第二钻杆夹持器夹持在外钻杆的尾段。
3.根据权利要求2所述的水力大直径分级造穴卸压增透装置,其特征在于:所述分级造穴钻头底座朝向分级造穴钻头射流杆一侧表面具有弹簧磁力挡片,该弹簧磁力挡片设置在分级造穴钻头射流杆的旋转路径上,该弹簧磁力挡片用于在分级造穴钻头射流杆停止转动时吸引分级造穴钻头射流杆,使分级造穴钻头射流杆收纳在外钻杆内部。
4.根据权利要求3所述的水力大直径分级造穴卸压增透装置,其特征在于:所述外钻杆内还设有连接杆,该连接杆两端分别连接钻头尾部和分级造穴钻头的前端。
5.根据权利要求3所述的水力大直径分级造穴卸压增透装置,其特征在于:所述中部开槽中空导水轴通过底座轴承安装在分级造穴钻头底座上,所述分级造穴钻头底座内具有连通中部开槽中空导水轴和内钻杆的底座导水管路,且底座导水管路与底座轴承外壁焊接,所述中部开槽中空导水轴与底座轴承内壁焊接。
6.一种水力大直径分级造穴卸压增透方法,使用如权利要求3所述的水力大直径分级造穴卸压增透装置,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,水力大直径分级造穴卸压增透装置造穴作业前,通过操纵第一钻杆夹持器和第二钻杆夹持器,将内钻杆、外钻杆、分级造穴钻头、钻头钻进到造穴工作位置;
步骤2,使用本发明中的耐高压水尾通过内钻杆、分级造穴钻头底座、分级造穴钻头转盘、中部开槽中空导水轴、分级造穴钻头射流可加长杆导水,实现分级造穴钻头射流喷嘴喷出高压射流,两组高压射流反作用力作用于分级造穴钻头转盘,产生扭矩带动分级造穴钻头转盘纵向高速旋转;
步骤3,分级造穴钻头横向旋转立体造穴,射流喷嘴纵向高速旋转同时,由钻机分别通过第一钻杆夹持器和第二钻杆夹持器带动内钻杆与外钻杆同步径向旋转,带动分级造穴钻头径向旋转,进而带动射流喷嘴径向旋转,完成该位置的立体造穴;
步骤4,完成全煤厚造穴后,停止供水,退出内钻杆、分级造穴钻头,更换加长尺寸的分级造穴钻头射流可加长杆,将内钻杆、分级造穴钻头,与钻头内螺纹旋紧相接,并推送至已造穴孔洞位置,重复步骤二与步骤三,在已有孔穴的基础上,完成造穴钻头大尺寸分级造穴。
7.根据权利6所述的水力大直径分级造穴卸压增透方法,其特征在于:在步骤3后包括,步骤31:在步骤3完成该位置的立体造穴后,停止供水,通过弹簧磁力挡片的阻挡与磁力作用,实现分级造穴钻头射流可加长杆回正,继续将内钻杆、外钻杆、分级造穴钻头、钻头钻进到下一造穴工作位置,重复上述步骤3,完成全煤厚连续造穴。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010539997.3A CN111810087B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010539997.3A CN111810087B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111810087A true CN111810087A (zh) | 2020-10-23 |
CN111810087B CN111810087B (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=72845061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010539997.3A Active CN111810087B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111810087B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115059443A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-16 | 徐州博安科技发展有限责任公司 | 一种射流式煤层割缝形成装置 |
CN117514108A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-02-06 | 重庆大学 | 一种超声-水力造穴卸压复合致裂增渗***及应用方法 |
Citations (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4407376A (en) * | 1981-03-17 | 1983-10-04 | Hachiro Inoue | Under-reaming pile bore excavator |
US4437525A (en) * | 1981-07-06 | 1984-03-20 | Flow Industries, Inc. | Hand held water drilling apparatus |
CN102080525A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-01 | 郑州大学 | 一种高压气体喷射掏穴卸压防突方法 |
CN102094668A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-15 | 郑州大学 | 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法 |
CN102213077A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-10-12 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 三维旋转水射流煤层扩孔***及扩孔与压裂增透方法 |
CN102425371A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-04-25 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 煤层气井裸眼复合造穴方法 |
WO2012065295A1 (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-24 | 湖南汉寿中煤科技有限公司 | 超长钻孔高压水射流钻割联动煤层瓦斯抽放与防突***及方法 |
CN103758454A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-04-30 | 河南理工大学 | 软煤发育区成孔、造穴、冲粉、卸压一体化装置 |
CN104278952A (zh) * | 2014-03-14 | 2015-01-14 | 中国石油大学(华东) | 一种水力-机械联合煤层造穴装置及使用方法 |
CN104696003A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-06-10 | 中国矿业大学 | 一种钻割一体化与振荡注热协同强化煤层瓦斯抽采方法 |
CN104763462A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-08 | 中国矿业大学 | 岩巷穿层钻孔高压水力造穴瓦斯抽采方法 |
CN105156085A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 重庆大学 | 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透的方法 |
US20160084083A1 (en) * | 2014-09-23 | 2016-03-24 | Gilbert Alan Hice | Borehole Mining System and Methods Using Sonic-Pulsed Jetting Excavation and Eductor Slurry Recovery Apparatus |
CN105525900A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-04-27 | 重庆大学 | 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透装备 |
CN106320985A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-01-11 | 重庆大学 | 煤层高压水射流冲‑钻‑扩‑割一体化增透装置及其方法 |
CN205990880U (zh) * | 2016-07-11 | 2017-03-01 | 福建岩土工程勘察研究院 | 一种高压水射流岩土层扩孔装置 |
CN110107344A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-09 | 河南城建学院 | 一种无极扩径型瓦斯抽采孔钻进造穴装置及方法 |
CN110617044A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-12-27 | 重庆大学 | 一种超高压水射流割缝***及其使用方法 |
CN110630181A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-31 | 中国矿业大学 | 一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法 |
CN110953013A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-03 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 松软煤层可控射流冲孔卸压增透装置及其方法 |
CN111088992A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-01 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 投球式高压水力钻割一体化增渗装置以及增渗方法 |
-
2020
- 2020-06-12 CN CN202010539997.3A patent/CN111810087B/zh active Active
Patent Citations (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4407376A (en) * | 1981-03-17 | 1983-10-04 | Hachiro Inoue | Under-reaming pile bore excavator |
US4437525A (en) * | 1981-07-06 | 1984-03-20 | Flow Industries, Inc. | Hand held water drilling apparatus |
WO2012065295A1 (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-24 | 湖南汉寿中煤科技有限公司 | 超长钻孔高压水射流钻割联动煤层瓦斯抽放与防突***及方法 |
CN102080525A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-01 | 郑州大学 | 一种高压气体喷射掏穴卸压防突方法 |
CN102094668A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-15 | 郑州大学 | 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法 |
CN102213077A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-10-12 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 三维旋转水射流煤层扩孔***及扩孔与压裂增透方法 |
CN102425371A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-04-25 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 煤层气井裸眼复合造穴方法 |
CN103758454A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-04-30 | 河南理工大学 | 软煤发育区成孔、造穴、冲粉、卸压一体化装置 |
CN104278952A (zh) * | 2014-03-14 | 2015-01-14 | 中国石油大学(华东) | 一种水力-机械联合煤层造穴装置及使用方法 |
US20160084083A1 (en) * | 2014-09-23 | 2016-03-24 | Gilbert Alan Hice | Borehole Mining System and Methods Using Sonic-Pulsed Jetting Excavation and Eductor Slurry Recovery Apparatus |
CN104696003A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-06-10 | 中国矿业大学 | 一种钻割一体化与振荡注热协同强化煤层瓦斯抽采方法 |
CN104763462A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-08 | 中国矿业大学 | 岩巷穿层钻孔高压水力造穴瓦斯抽采方法 |
CN105156085A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 重庆大学 | 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透的方法 |
CN105525900A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-04-27 | 重庆大学 | 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透装备 |
CN205990880U (zh) * | 2016-07-11 | 2017-03-01 | 福建岩土工程勘察研究院 | 一种高压水射流岩土层扩孔装置 |
CN106320985A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-01-11 | 重庆大学 | 煤层高压水射流冲‑钻‑扩‑割一体化增透装置及其方法 |
CN110107344A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-09 | 河南城建学院 | 一种无极扩径型瓦斯抽采孔钻进造穴装置及方法 |
CN110617044A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-12-27 | 重庆大学 | 一种超高压水射流割缝***及其使用方法 |
CN110630181A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-31 | 中国矿业大学 | 一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法 |
CN110953013A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-03 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 松软煤层可控射流冲孔卸压增透装置及其方法 |
CN111088992A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-01 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 投球式高压水力钻割一体化增渗装置以及增渗方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王伟: "高压旋转水射流破煤及其冲孔造穴卸压增透机制与应用", 《中国优秀博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115059443A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-16 | 徐州博安科技发展有限责任公司 | 一种射流式煤层割缝形成装置 |
CN115059443B (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-08 | 徐州博安科技发展有限责任公司 | 一种射流式煤层割缝形成装置 |
CN117514108A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-02-06 | 重庆大学 | 一种超声-水力造穴卸压复合致裂增渗***及应用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111810087B (zh) | 2022-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108843241B (zh) | 一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采*** | |
CN102094668B (zh) | 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法 | |
CN111810087B (zh) | 一种水力大直径分级造穴卸压增透装置及方法 | |
RU2737613C1 (ru) | Туннелепроходческая машина для выработки крупной горной породы с быстро вращающимися фрезами | |
CN108798516B (zh) | 一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法 | |
CN212317853U (zh) | 一种无源挤压式脉冲煤屑射流破煤卸压增透装置 | |
CN214196191U (zh) | 一种可变径钻头 | |
CN202325239U (zh) | 水力喷射径向钻孔装置 | |
CN203145829U (zh) | 基于锚索钻机的小孔径钻孔与水力割缝一体化装置 | |
CN202832187U (zh) | 一种液压破碎锤式旋挖钻机 | |
CN109930994A (zh) | 连续取芯反循环钻头、连续取芯装置及连续取芯方法 | |
CN201588542U (zh) | 一种水平钻井用自进高压喷射头 | |
CN202483446U (zh) | 一种钻、扩定心组合钻头 | |
CN210858591U (zh) | 一种径向水平井用自进式喷射钻头 | |
CN2931757Y (zh) | 钻探石油的双流道钻头 | |
CN115405270A (zh) | 一种机械扩孔增透后顺层钻孔注水参数优化方法 | |
CN113431497B (zh) | 一种主钻孔-支孔柔性钢管射流一体化矿用钻具 | |
CN204960806U (zh) | 连续油管径向钻进喷射钻头 | |
CN212454260U (zh) | 螺旋分级式破岩钻头 | |
CN113445915B (zh) | 一种水力造斜定向钻进装置与方法 | |
CN108868614A (zh) | 一种高压软管及水力喷射径向钻孔方法 | |
CN201306123Y (zh) | 复合式缓冲钻头 | |
CN101571043B (zh) | 基于高速水射流技术的盐岩地层钻井和开槽方法 | |
CN112709533A (zh) | 一种煤层水力卸压护孔钻 | |
CN221256669U (zh) | 一种大口径气举反循环牙轮钻头 |
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 | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 113122 No.11 Binhe Road, Shenfu demonstration area, Fushun City, Liaoning Province Applicant after: Shenyang Research Institute Co.,Ltd. Address before: 113122 No. 11 Binhe Road, Fushun Economic Development Zone, Fushun City, Liaoning Province Applicant before: CCTEG SHENYANG Research Institute |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |