[发明专利]一种巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具及方法

权利要求书

1.一种巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，其特征在于：包括固定套、若干个C型弹性支撑环、控制系统和远程监控系统，固定套套装固定在钻杆的外部，以钻进方向为前向，钻杆的前端设有钻头，固定套的外部下侧沿长度方向固定连接有若干个与各个C型弹性支撑环一一对应连接的卡座，各个卡座位于同一直线上，每个C型弹性支撑环的缺口两端均设有塞柱，两个塞柱左右对称卡接在相应的卡座内，每个卡座内部均设有两个分别用于固定和释放两个塞柱的卡紧机构，两个卡紧机构的结构相同且左右对称，C型弹性支撑环和卡座合围成套在固定套外部的封闭圆环，封闭圆环的外径小于钻头的最大外径，每个卡座内部均设有定位芯片；

控制系统分别与各个卡紧机构和远程监控系统通过井下通信电缆连接，远程监控系统分别与各个定位芯片通过GPRS或无线信号传输连接。

2.根据权利要求1所述的巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，其特征在于：固定套的一端内圆与钻杆的外部之间螺纹连接，卡座为中空盒体结构，卡座的上表面为与固定套的外圆周相适配的圆柱面，卡座的前后两侧面上部边缘均设有折边，折边的上表面和固定套的外圆周之间夹设有垫片，折边与固定套通过若干根穿过折边和垫片的紧固螺栓固定连接，卡座的左侧面和右侧面均开设有左右通透且对应的卡孔，两个塞柱分别对应穿过两个卡孔插入到卡座内部，每个塞柱的前后两侧均开设有卡槽，两个卡槽前后对应。

3.根据权利要求2所述的巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，其特征在于：位于卡座内部左侧的卡紧机构包括两组前后移动组件，两组前后移动组件的结构相同且关于卡孔的中心线前后对称设置，前侧的前后移动组件包括伺服电机、齿轮、卡紧杆和两块支板，伺服电机的中心线沿左右方向水平设置，伺服电机的底部固定连接在卡座内底部，齿轮固定套装在伺服电机的动力轴上，卡紧杆沿前后方向水平设置，两块支板所在平面与卡紧杆垂直，两块支板前后并排设置，齿轮位于两块支板的中间，两块支板上均开设有前后通透且对应的导向孔，卡紧杆穿过两个导向孔并滑动支撑在两块支板上，卡紧杆的前端穿过前侧支板且位于前侧支板的前侧，卡紧杆的后端穿过后侧支板且位于后侧支板的后侧，卡紧杆的上表面为齿条结构，齿轮的下侧与齿条结构相啮合，卡紧杆的后端对应插接到左侧塞柱的前侧卡槽中，两块支板上分别设有一个限位开关，卡紧杆上设有与两个限位开关配合的接触块，接触块设置在两块支板之间，控制系统分别与伺服电机和两个限位开关通过井下通信电缆信号连接。

4.根据权利要求3所述的巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，其特征在于：封闭圆环的内圆和固定套的外部之间设有用于防止C型弹性支撑环前后偏移的扶正环，各个扶正环套在固定套的外部，各个扶正环的中部周向通过若干根紧固螺栓固定连接在固定套的外部。

5.根据权利要求4所述的巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，其特征在于：C型弹性支撑环上均匀开设有若干个筛孔。

6.如权利要求5所述的巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具的防塌孔方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、将固定套安装在对应的钻杆上，并将各个卡座、各个C型弹性支撑环和各个扶正环对应安装在固定套上；

（2）、在煤层中钻孔，并在钻孔钻进到每个预期位置时，在预期位置处煤层为构造煤，煤层较软容易塌孔，在该预期位置对应释放一个C型弹性支撑环，C型弹性支撑环由于弹性作用膨胀撑紧该预期位置处的钻孔内壁，从而起到支撑钻孔的作用；

（3）、释放完所有的C型弹性支撑环后，由于在钻进时钻孔的内径要大于钻头的最大直径，C型弹性支撑环支撑在钻孔内壁上时，C型弹性支撑环的内径同样大于钻头的最大直径，如此将钻头及钻杆从钻孔中退出，钻头不会撞住C型弹性支撑环，之后再将固定套从钻杆上拆卸下来，检查固定套、卡座和扶正环的完好性，重复步骤（1）进行下一次的钻孔支撑。