[发明专利]一种静态梳状钻孔装置及方法

说明书

本发明公开了一种静态梳状钻孔装置及方法，静态梳状钻孔装置包括具有钻杆的钻机，钻杆的末端固接有用以破碎岩层和煤层的钻孔器，钻孔器设有喷嘴，钻机通过高压管连接有高压水泵，通过高压水泵和高压管向钻机输入高压水，高压水经钻杆输送至钻孔器，并通过喷嘴形成高压水射流，以施工分支孔。上述静态梳状钻孔装置能够通过一次下杆实现对于先导孔和分支孔的施工，从而可以提高施工效率，且上述施工方式针对主孔(先导孔)的施工数量少，分支孔全部为有效进尺，其无效进尺比例小，从而可以在一定程度上降低生产成本；同时，上述静态梳状钻孔装置能够解决先导孔施工后由于塌孔而导致后续施工无法进行的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿井下区域瓦斯治理技术领域，特别涉及一种静态梳状钻孔装置。本发明还涉及一种静态梳状钻孔方法。

背景技术

煤矿瓦斯抽采方式多种多样，矿井下主要采用密集钻孔预抽方法，密集钻孔预抽法需要从岩巷向煤层钻进大量穿层钻孔。

现有技术中，通常采用先施工主孔，再施工分支孔的方式，主孔即为先导孔。具体地，将瓦斯抽采孔作为主孔，将均匀分布的自进式钻孔作为树状分支孔网，再对该树状分支孔网进行封孔压裂，该方法适用于单煤层和多煤层瓦斯抽采，可在每个主孔上形成一个或多个分支孔。例如，根据申请号为201510579805.0的专利文件的记载，如图1所示，图1为密集钻孔方案，覆盖相同范围需要钻主孔01十二个：阴影部分表示煤层，其中阴影部分以外的钻孔为无效进尺(其无效进尺：有效进尺的范围为20:1～10:1)，该方案无效进尺比例较大。同时，上述施工方法中，主孔01(先导孔)施工后，若遇塌孔就造成后续工作无法实施，且分支孔钻孔后易被钻屑堵塞，导致其自进式钻头无法收回；此外，普通钻机对主孔(先导孔)的轨迹识别困难，施工中第二次下入钻杆时易因轨迹不能重合导致钻孔失败。

因此，如何避免二次下入钻杆的施工方式导致影响钻孔效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种静态梳状钻孔装置，能够通过一次下杆实现对于先导孔和分支孔的施工，从而可以提高施工效率、降低生产成本，并能够解决先导孔施工后由于塌孔而导致后续施工无法进行的问题。本发明的另一目的是提供一种包括上述静态梳状钻孔方法。

为实现上述目的，本发明提供一种静态梳状钻孔装置，包括具有钻杆的钻机，所述钻杆的末端固接有用以破碎岩层和煤层的钻孔器，所述钻孔器设有喷嘴，所述钻机通过高压管连接有高压水泵，通过所述高压水泵和所述高压管向所述钻机输入高压水，高压水经所述钻杆输送至所述钻孔器，并通过所述喷嘴形成高压水射流，以施工分支孔。

可选地，所述高压管通过高压水辫与所述钻杆连接。

可选地，所述高压水辫与所述钻杆通过螺纹连接。

可选地，还包括与所述高压水辫连接的排渣系统。

可选地，所述排渣系统具体为低压水系统或者压风系统。

可选地，还包括用以检测所述喷嘴的角度的检测装置。

可选地，所述检测装置具体为与所述高压水辫连接的角度传感器。

可选地，还包括用以在所述检测装置检测到所述喷嘴旋至预设倾斜角度时控制所述钻机定位所述喷嘴的刹车装置。

可选地，所述喷嘴的个数设置为一个或者两个。

本发明还提供一种静态梳状钻孔方法，包括：

S1：通过钻机带动钻杆旋转，并通过钻孔器破碎岩层和煤层；

S2：通过排渣系统排渣；

S3：调整所述钻孔器的喷嘴方向至预设角度并停止；

S4：通过高压水泵向所述钻机输入高压水，并通过所述喷嘴形成施工分支孔的高压水射流；