JP2023523873A - 水力傾斜付け指向性掘削装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記押し込みユニットは弾性ドリルパイプに接続され、前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニットはさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプに接続され、高圧注水ポンプは水力傾斜付け指向性掘削器具に注水する。
前記傾斜付け補助ユニットは指向性ガイド体を備え、前記指向性ガイド体の内部に上から下に指向性接続セクション、第1導水セクション及び第1弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記指向性ガイド体は前記指向性接続セクションを介して前記第1水ジェットノズル本体に螺合され、第1弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記第1水ジェットノズル本体は指向性ガイド体を介して弾性ドリルパイプに連通し、
前記指向性接続セクションの中心線と第1弾性ドリルパイプ接続セクションの中心線との間にずれ角δがあり、前記第1水ジェットノズル本体の中心線と指向性接続セクションの中心線は重なり、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットは第1フレキシブル導水管を備え、第1フレキシブル導水管の内部に上から下に第1ノズル接続セクション、第2導水セクション及び第2弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記第1フレキシブル導水管は第1ノズル接続セクションを介して前記第2水ジェットノズル本体に螺合され、第2弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記水ジェットノズル本体は第1フレキシブル導水管を介して弾性ドリルパイプに連通し、第2ガイド噴射孔の孔径は第1ガイド噴射孔よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第2水ジェットノズル本体はサイドフォースFを発生させ、第1フレキシブル導水管に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットはワイヤー固定リング、ワイヤー及びワイヤー牽引ウィンチを備え、ワイヤーはワイヤー固定リングを介して弾性ドリルパイプの前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤーの後端はワイヤー牽引ウィンチに巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチはボアホールの外部に固定され、ワイヤーを牽引することによって弾性ドリルパイプを制御して撓みを発生させ、水ジェットノズルに掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第6水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第6水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニットはボアホール内に配置され、第6水ジェットノズル本体と弾性ドリルパイプにガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプは第6水ジェットノズル本体を駆動してガイド斜面まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面に沿って射出ウィンドウから射出して掘削し、
押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第7水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第7水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、
前記押し込みユニットは油圧式押し込みユニットであり、第2ピストン、ピストンロッド、ピストンロッド導水アイレット、ワイヤーロープ、密封軸受け、ゴムシールリング、液体注入ジョイント、ワイヤーロープウィンチ、制限斜面、及び軸受けを備え、第2ピストンは前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストンロッドは一端が弾性ドリルパイプに連通して螺合され、他端が軸受けを介してワイヤーロープに相対回転可能に接続され、前記ピストンロッドの外壁にピストンロッド導水アイレットが開設され、第2ピストンは全体押し込みロッド、補助傾斜付け体の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体の口部の内壁に、第2ピストンを制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面が溶接固定され、液体注入ジョイントは一端が全体押し込みロッドに連通して螺合され、他端が密封軸受けに螺合され、密封軸受けの内部にゴムシールリングが設けられ、ワイヤーロープはゴムシールリングの内孔を貫通して密封軸受けに沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチによって固定及び牽引される。
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット、弾性ドリルパイプを利用して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルをボアホール内の設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ1と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、高圧注水ポンプをオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプを経由して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルに流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ2と、
押し込みユニットを利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプは力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ3と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプと水力傾斜付け指向性掘削器具をボアホールに引き込むステップ4と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ3-4を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ5と、を含む。
図1~図2に示すように、水力傾斜付け指向性掘削装置であって、該装置は水力傾斜付け指向性掘削器具1、弾性ドリルパイプ2、押し込みユニット3及び高圧注水ポンプ5を備え、前記弾性ドリルパイプ2は水力傾斜付け指向性掘削器具1に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具1は水ジェットノズル11及び傾斜付け補助ユニット12を備え、
前記押し込みユニット3は弾性ドリルパイプ2に接続され、前記押し込みユニット3はロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニット3はさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプ5に接続され、高圧注水ポンプ5は水力傾斜付け指向性掘削器具1に注水する。
前記傾斜付け補助ユニット12は指向性ガイド体1201を備え、前記指向性ガイド体1201の内部に上から下に指向性接続セクション12011、第1導水セクション12012及び第1弾性ドリルパイプ接続セクション12013が順に設けられ、前記指向性ガイド体1201は前記指向性接続セクション12011を介して前記第1水ジェットノズル本体1101に螺合され、第1弾性ドリルパイプ接続セクション12013を介して前記弾性ドリルパイプ2に螺合され、前記第1水ジェットノズル本体1101は指向性ガイド体1201を介して弾性ドリルパイプ2に連通し、
前記指向性接続セクション12011の中心線と第1弾性ドリルパイプ接続セクション12013の中心線との間にずれ角δがあり、前記ずれ角はδ<30°であり、ずれ角δを設定することで、水ジェットノズル11にボアホールの軸方向に一致しない噴射掘削ずれ角を発生させ、前記第1水ジェットノズル本体1101の中心線と指向性接続セクション12011の中心線は重なり、
前記押し込みユニット3はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド31及びボーリングマシン32を備え、前記密封押し込みロッド31は複数本の接続される弾性ドリルパイプ2に螺合され、高圧密封押し込みロッド31はボーリングマシン32によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド31は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5に接続される。
実施例1との相違点は以下の通りである。
前記傾斜付け補助ユニット12は第1フレキシブル導水管1202を備え、第1フレキシブル導水管1202の内部に上から下に第1ノズル接続セクション12021、第2導水セクション12022及び第2弾性ドリルパイプ接続セクション12023が順に設けられ、前記第1フレキシブル導水管1202は第1ノズル接続セクション12021を介して前記第2水ジェットノズル本体1102に螺合され、第2弾性ドリルパイプ接続セクション12023を介して前記弾性ドリルパイプ2に螺合され、前記水ジェットノズル本体21は第1フレキシブル導水管1202を介して弾性ドリルパイプ2に連通し、第2ガイド噴射孔11022の孔径は第1ガイド噴射孔11021よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第2水ジェットノズル本体1102はサイドフォースFを発生させ、第1フレキシブル導水管1202に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニット3はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド31及びボーリングマシン32を備え、前記密封押し込みロッド31は複数本の接続される弾性ドリルパイプ2に螺合され、高圧密封押し込みロッド31はボーリングマシン32によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド31は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5に接続される。
実施例1との相違点は以下の通りである。
前記傾斜付け補助ユニット12はワイヤー固定リング12117、ワイヤー12118及びワイヤー牽引ウィンチ12119を備え、ワイヤー12118はワイヤー固定リング12117を介して弾性ドリルパイプ2の前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤー12118の後端はワイヤー牽引ウィンチ12119に巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチ12119はボアホールの外部に固定され、ワイヤー12118を牽引することによって弾性ドリルパイプ2を制御して撓みを発生させ、水ジェットノズル11に掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニット3はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド31及びボーリングマシン32を備え、前記密封押し込みロッド31は複数本の接続される弾性ドリルパイプ2に螺合され、高圧密封押し込みロッド31はボーリングマシン32によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド31は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5に接続される。
実施例1との相違点は以下の通りである。
前記傾斜付け補助ユニット12は補助傾斜付け体12120、射出ウィンドウ12121、ガイド斜面12122及び全体押し込みロッド12123を備え、前記第6水ジェットノズル本体1106は前記弾性ドリルパイプ2に螺合され、前記補助傾斜付け体12120は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体12120の側壁に第6水ジェットノズル本体1106が延出するための射出ウィンドウ12121が開設され、前記補助傾斜付け体12120の内壁にガイド斜面12122が設けられ、ガイド斜面12122は一端が補助傾斜付け体12120の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体12120の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体12120との軸方向夾角がγであり、γ<30°であり、前記補助傾斜付け体12120の底端は複数本の全体押し込みロッド12123に螺合され、前記全体押し込みロッド12123は全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニット12はボアホール内に配置され、第6水ジェットノズル本体1106と弾性ドリルパイプ2にガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプ2は第6水ジェットノズル本体1106を駆動してガイド斜面12122まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面12122に沿って射出ウィンドウ12121から射出して掘削し、
押し込みユニット3はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド31及びボーリングマシン32を備え、前記密封押し込みロッド31は複数本の接続される弾性ドリルパイプ2に螺合され、高圧密封押し込みロッド31はボーリングマシン32によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド31は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5に接続される。
実施例1との相違点は以下の通りである。
前記傾斜付け補助ユニット12は補助傾斜付け体12120、射出ウィンドウ12121、ガイド斜面12122及び全体押し込みロッド12123を備え、前記第7水ジェットノズル本体1107は前記弾性ドリルパイプ2に螺合され、前記補助傾斜付け体12120は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体12120の側壁に第7水ジェットノズル本体1107が延出するための射出ウィンドウ12121が開設され、前記補助傾斜付け体12120の内壁にガイド斜面12122が設けられ、ガイド斜面12122は一端が補助傾斜付け体12120の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体12120の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体12120との軸方向夾角がγであり、γ<30°であり、前記補助傾斜付け体12120の底端は複数本の全体押し込みロッド12123に螺合され、前記全体押し込みロッド12123は全体が管状であり、
前記押し込みユニット3は油圧式押し込みユニットであり、第2ピストン301、ピストンロッド302、ピストンロッド導水アイレット303、ワイヤーロープ304、密封軸受け305、ゴムシールリング306、液体注入ジョイント307、ワイヤーロープウィンチ308、制限斜面309、及び軸受け310を備え、第2ピストン301は前記ピストンロッド302に取り付けられ、前記ピストンロッド302は一端が弾性ドリルパイプ2に連通して螺合され、他端が軸受け310を介してワイヤーロープ304に相対回転可能に接続され、前記ピストンロッド302の外壁にピストンロッド導水アイレット303が開設され、第2ピストン301は全体押し込みロッド12123、補助傾斜付け体12120の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体12120の口部の内壁に、第2ピストン301を制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面309が溶接固定され、液体注入ジョイント307は一端が全体押し込みロッド12123に連通して螺合され、他端が密封軸受け305に螺合され、密封軸受け305の内部にゴムシールリング306が設けられ、ワイヤーロープ304はゴムシールリング306の内孔を貫通して密封軸受け305に沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチ308によって固定及び牽引される。
実施例1~5の水力傾斜付け指向性掘削装置を利用して、水力傾斜付け指向性掘削方法を提供し、具体的には、
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット3、弾性ドリルパイプ2を利用して水力傾斜付け指向性掘削器具1の水ジェットノズルを、設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ1と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5と接続し、高圧注水ポンプ5をオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプ2を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具1の水ジェットノズル11に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ2と、
押し込みユニット3を利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプ2は力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具1を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ3と、
押し込みユニット3を利用して弾性ドリルパイプ2と水力傾斜付け指向性掘削器具1をボアホール6に引き込むステップ4と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ2、水力傾斜付け指向性掘削器具1を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ3~4を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ5と、を含む。
ステップ21では、密封押し込みロッド31を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5と接続し、高圧注水ポンプ5をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド31、弾性ドリルパイプ2を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具1に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ31では、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31を押し込み、弾性ドリルパイプ2は密封押し込みロッド31の推力、及び石炭壁の反力の作用下で撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具1を駆動して指向性水力噴射孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔7を形成し、
ステップ41では、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31を引き込み、更に弾性ドリルパイプ2と水力傾斜付け指向性掘削器具1をボアホール6の底部に引き込むことを実現し、
ステップ52では、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31と弾性ドリルパイプ2を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具1を、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ31-41を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ23では、ワイヤー牽引ウィンチ12119を利用してワイヤー12118をわずかに引き戻し、ワイヤー12118及び密封押し込みロッド31のトルク作用下で、弾性ドリルパイプ2はわずかに撓み、密封押し込みロッド31を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ5と接続し、高圧注水ポンプ5をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド31、弾性ドリルパイプ2を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具1に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ33では、ワイヤー牽引ウィンチ12119によるワイヤー12118の牽引を停止し、ワイヤー12118がゆるみ状態にあり、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31、弾性ドリルパイプ2を押し込み、ワイヤー12118を駆動してワイヤー牽引ウィンチ12119から引き出させ、水力傾斜付け指向性掘削器具1を駆動して指向性水力噴射孔に沿って掘削させ、所定距離掘削した後、ワイヤー牽引ウィンチ12119を再利用してワイヤー12118をわずかに引き戻し、トルク作用によって指向性水力噴射孔を再発生させ、設計された指向性掘削軌跡を参照して掘削距離を計算し、上記指向性及び掘削ステップを繰り返して水力傾斜付け指向性掘削孔8を形成し、
ステップ43では、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31を引き込むと同時に、ワイヤー牽引ウィンチ12119によってワイヤー12118を引き込み、弾性ドリルパイプ2と水力傾斜付け指向性掘削器具1をボアホール6の底部に引き込むことを実現し、
ステップ53では、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31と弾性ドリルパイプ2を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具1を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ33-43を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ24では、第6水ジェットノズル本体1106、複数本の弾性ドリルパイプ2、及び密封押し込みロッド31を順に接続し、ボーリングマシン32を利用して、順に接続される1本又は複数本の密封押し込みロッド31によって水力傾斜付け指向性掘削器具を全体押し込みロッド12123の内部に沿って補助傾斜付け体12120に送り、補助ガイド傾斜付けを完了し、
ステップ34では、高圧注水ポンプ5をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド31、弾性ドリルパイプ2を経由して第6水ジェットノズル本体1106に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ44では、ボーリングマシン32を利用して密封押し込みロッド31を押し込み、弾性ドリルパイプ2と第6水ジェットノズル本体1106を駆動して指向性水力噴射孔に沿って掘削し続け、分岐孔206を形成し、
ステップ54では、ボーリングマシンを利用して密封押し込みロッド31を引き込み、弾性ドリルパイプ2と第6水ジェットノズル本体1106を補助傾斜付け体12120に引き込むことを完了し、
ステップ62では、ボーリングマシン32を利用して補助傾斜付け補助ユニット12を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ34-54を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ25では、水ジェットノズル11、複数本の弾性ドリルパイプ2を接続して全体押し込みロッド12123に送り、ピストンロッド302を弾性ドリルパイプ2の後端と接続した後、全体押し込みロッド12123に送り、
液体注入ジョイント307と全体押し込みロッド12123を接続した後、ワイヤーロープ304をゴムシールリング306を通してピストンロッド302の他端に固定的に接続し、最終的に密封軸受け305と液体注入ジョイント307を接続し、液体注入ジョイント307を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、取り付けを完了する。
ステップ45では、弾性ドリルパイプ2と水ジェットノズル11を補助傾斜付け体12120に押し込んだ後、補助傾斜付けを完了すると同時に、高圧水はピストンロッド導水アイレット303、ピストンロッド302、複数本の弾性ドリルパイプ2を経由して水ジェットノズル11に流れ、水ジェットノズル11がジェットして指向性ジェット砕炭掘削を実現する。
2、弾性ドリルパイプ;
201、フレキシブルインナーパイプ;
202、弾性アウトロッド;
203、第1前端押さえ部;
204、バックル;
205、前端コネクタ;
206、後部コネクタ;
207、第2前端押さえ部;
208、後端押さえ部;
209、フレキシブル固定部材;
3、押し込みユニット;
31、密封押し込みロッド;
32、ボーリングマシン;
301、第2ピストン;
302、ピストンロッド;
303、ピストンロッド導水アイレット;
304、ワイヤーロープ;
3041、ワイヤーロープ本体;
3042、シーラント;
305、密封軸;
306、ゴムシールリング;
307、液体注入ジョイント;
308、ワイヤーロープウィンチ;
309、制限斜面;
310、軸受け;
5、高圧注水ポンプ;
6、ボアホール;
7、水力傾斜付け指向性掘削孔;
8、水力ストレート掘削孔;
11、水ジェットノズル;
1101、第1水ジェットノズル本体;
1102、第2水ジェットノズル本体;
11021、第1ガイド噴射孔;
11022、第2ガイド噴射孔;
1105、第5水ジェットノズル本体;
1106、第6水ジェットノズル本体;
1107、第7水ジェットノズル本体;
12、傾斜付け補助ユニット;
1201、指向性ガイド体;
12011、指向性接続セクション;
12012、第1導水セクション;
12013、第1弾性ドリルパイプ接続セクション;
1202、第1フレキシブル導水管;
12021、第1ノズル接続セクション;
12022、第2導水セクション;
12023、第2弾性ドリルパイプ接続セクション;
12117、ワイヤー固定リング;
12118、ワイヤー;
12119、ワイヤー牽引ウィンチ;
12120、補助傾斜付け体;
12121、射出ウィンドウ;
12122、ガイド斜面;
12123、全体押し込みロッド。
Claims (7)
- 水力傾斜付け指向性掘削装置であって、水力傾斜付け指向性掘削器具、弾性ドリルパイプ、押し込みユニット及び高圧注水ポンプを備え、前記弾性ドリルパイプは水力傾斜付け指向性掘削器具に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具は水ジェットノズル及び傾斜付け補助ユニットを備え、
前記押し込みユニットは弾性ドリルパイプに接続され、前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニットはさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプに接続され、高圧注水ポンプは水力傾斜付け指向性掘削器具に注水することを特徴とする水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第1水ジェットノズル本体を備え、前記第1水ジェットノズル本体は底部から頭部へ傾斜する構造を有し、
前記傾斜付け補助ユニットは指向性ガイド体を備え、前記指向性ガイド体の内部に上から下に指向性接続セクション、第1導水セクション及び第1弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記指向性ガイド体は前記指向性接続セクションを介して前記第1水ジェットノズル本体に螺合され、第1弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記第1水ジェットノズル本体は指向性ガイド体を介して弾性ドリルパイプに連通し、
前記指向性接続セクションの中心線と第1弾性ドリルパイプ接続セクションの中心線との間にずれ角δがあり、前記第1水ジェットノズル本体の中心線と指向性接続セクションの中心線は重なり、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項1に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第2水ジェットノズル本体を備え、第2水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第2水ジェットノズル本体の中間セクションの左、右両側の対向する位置に第1ガイド噴射孔及び第2ガイド噴射孔が設けられ、且つ第2ガイド噴射孔の孔径は第1ガイド噴射孔よりも大きく、
前記傾斜付け補助ユニットは第1フレキシブル導水管を備え、第1フレキシブル導水管の内部に上から下に第1ノズル接続セクション、第2導水セクション及び第2弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記第1フレキシブル導水管は第1ノズル接続セクションを介して前記第2水ジェットノズル本体に螺合され、第2弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記水ジェットノズル本体は第1フレキシブル導水管を介して弾性ドリルパイプに連通し、第2ガイド噴射孔の孔径は第1ガイド噴射孔よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第2水ジェットノズル本体はサイドフォースFを発生させ、第1フレキシブル導水管に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項1に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第5水ジェットノズル本体を備え、第5水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第5水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、
前記傾斜付け補助ユニットはワイヤー固定リング、ワイヤー及びワイヤー牽引ウィンチを備え、ワイヤーはワイヤー固定リングを介して弾性ドリルパイプの前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤーの後端はワイヤー牽引ウィンチに巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチはボアホールの外部に固定され、ワイヤーを牽引することによって弾性ドリルパイプを制御して撓みを発生させ、水ジェットノズルに掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項1に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第6水ジェットノズル本体を備え、前記第6水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第6水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第6水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニットはボアホール内に配置され、第6水ジェットノズル本体と弾性ドリルパイプにガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプは第6水ジェットノズル本体を駆動してガイド斜面まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面に沿って射出ウィンドウから射出して掘削し、
押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項1に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第7水ジェットノズル本体を備え、前記第7水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第7水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第7水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、
前記押し込みユニットは油圧式押し込みユニットであり、第2ピストン、ピストンロッド、ピストンロッド導水アイレット、ワイヤーロープ、密封軸受け、ゴムシールリング、液体注入ジョイント、ワイヤーロープウィンチ、制限斜面、及び軸受けを備え、第2ピストンは前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストンロッドは一端が弾性ドリルパイプに連通して螺合され、他端が軸受けを介してワイヤーロープに相対回転可能に接続され、前記ピストンロッドの外壁にピストンロッド導水アイレットが開設され、第2ピストンは全体押し込みロッド、補助傾斜付け体の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体の口部の内壁に、第2ピストンを制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面が溶接固定され、液体注入ジョイントは一端が全体押し込みロッドに連通して螺合され、他端が密封軸受けに螺合され、密封軸受けの内部にゴムシールリングが設けられ、ワイヤーロープはゴムシールリングの内孔を貫通して密封軸受けに沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチによって固定及び牽引されることを特徴とする請求項1に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置を用いて実現する水力傾斜付け指向性掘削装置の掘削方法であって、具体的には、
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット、弾性ドリルパイプを利用して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルをボアホール内の設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ1と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、高圧注水ポンプをオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプを経由して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルに流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ2と、
押し込みユニットを利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプは力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ3と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプと水力傾斜付け指向性掘削器具をボアホールに引き込むステップ4と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ3-4を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ5と、を含む水力傾斜付け指向性掘削装置の掘削方法。
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