[发明专利]一种巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具及方法

说明书

一种巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，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，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卡座，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卡紧机构，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。本发明可以有效防止钻孔中塌孔现象，能保证构造煤中钻孔的成功率，同时又能在瓦斯抽放时起到护孔的作用，提高瓦斯抽采时间和抽采效果。

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯抽放钻孔支护技术领域，具体地说，涉及一种巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具及方法。

背景技术

井下打抽放钻孔进行瓦斯抽放是目前常用的井下瓦斯抽采方式之一。通过抽放孔进行抽放瓦斯，使煤层中的瓦斯含量降低、瓦斯压力下降，使采掘速度加快，煤与瓦斯突出危险性显著降低。我国大多数地区的煤层形成后都经历了多期构造运动作用，煤层段或多或少存在碎粒煤、糜棱煤等构造煤，当在碎粒煤或糜棱煤发育的构造煤中进行钻孔时，采用常规的工艺方法很容易塌孔，钻孔长度受限。即使成孔，由于煤层比较软，进行一段时间抽放后，很容易塌孔使抽放效果大大降低，最终影响了抽放瓦斯量。采用钻井液泥浆护壁的方法一定程度上能解决钻进成孔的问题，由于泥浆护壁形成了一薄层保护膜，会影响后期的抽放效果。采用双螺旋钻杆方式更多是解决排渣问题，防塌孔效果不理想。采用高强度支撑护孔筛管的方法是在已经钻好的钻孔中进行的支护，但对钻进过程中的塌孔问题则显得力不从心。因此，亟需研制一种钻构造煤时随钻防塌孔工具，既能保证构造煤中钻孔的成功率，同时又能在瓦斯抽放时起到护孔的作用，提高瓦斯抽采时间和抽采效果。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种的巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具及方法，本发明可以有效防止钻孔中塌孔现象，能保证构造煤中钻孔的成功率，同时又能在瓦斯抽放时起到护孔的作用，提高瓦斯抽采时间和抽采效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种巷道钻构造煤时随钻防塌孔工具，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。

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。