[发明专利]一种碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合及方法

权利要求书

1.一种碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，包括从下到上依次相连的定向钻头(1)、前置测量短节(2)、无磁过线螺杆钻具(3)、后置测量短节(4)和中心通缆钻杆(5)；

所述前置测量短节(2)包括中心通孔的传动中心轴(201)、套在传动中心轴(201)外的前置测量短节外管(202)以及设在前置测量短节外管(202)上的通讯测量单元；所述无磁过线螺杆钻具(3)包括中心动力单元、套在中心动力单元外的无磁钻具外管、嵌设在无磁钻具外管内的通信电缆组件(301)、通信短节外管(302)以及设在通信短节外管(302)内的侧壁转中心通信短节(303)；所述后置测量短节(4)包括中心通信测量单元以及套在其外的后置测量短节外管(401)；所述中心通缆钻杆(5)包括中心线缆和钻杆外管；

所述定向钻头(1)、传动中心轴(201)和中心动力单元依次相连；所述前置测量短节外管(202)、无磁钻具外管、通信短节外管(302)、后置测量短节外管(401)和钻杆外管依次相连；所述通讯测量单元、通信电缆组件(301)、侧壁转中心通信短节(303)、中心通信测量单元和中心线缆依次连通。

2.如权利要求1所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述通讯测量单元用于测量近钻头位置钻孔倾角、工具面向角和地层自然伽马放射性强度；包括依次相连的通讯接头(203)、通讯电缆(204)、信号传输单元(205)、稳压单元(206)、工程参数测量单元(207)和方位伽马测量单元(208)；所述稳压单元(206)能给信号传输单元(205)、工程参数测量单元(207)和方位伽马测量单元(208)供电，所述通讯接头(203)设在前置测量短节外管(202)端部能与无磁过线螺杆钻具(3)通讯。

3.如权利要求1所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述传动中心轴(201)前端设有传动接头以与定向钻头(1)连接，传动中心轴(201)能将无磁过线螺杆钻具(3)输出的动力传递给定向钻头(1)；所述前置测量短节外管(202)内壁设有耐磨橡胶涂层。

4.如权利要求1所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述中心动力单元包括依次相连的传动轴(304)、万向轴(305)和螺杆马达(306)；所述无磁钻具外管包括依次相连的套在传动轴(304)外的传动轴外管(307)、套在万向轴(305)外的万向轴外管(308)以及套在螺杆马达(306)外的螺杆马达外管(309)。

5.如权利要求4所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述前置测量短节外管(202)和传动轴外管(307)连接处、传动轴外管(307)和万向轴外管(308)连接处、万向轴外管(308)和螺杆马达外管(309)连接处、螺杆马达外管(309)和通信短节外管(302)连接处均设有跨接头通信组件(310)，以构成通讯测量单元、通信电缆组件(301)和侧壁转中心通信短节(303)之间的有线通讯传输通道。

6.如权利要求5所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述跨接头通信组件(310)包括两个相对的绝缘橡胶环，在绝缘橡胶环I(311)上设有环形槽I，在绝缘橡胶环II(312)上设有环形槽II；环形槽I内设有公滑环(313)且在公滑环(313)和环形槽I槽底之间设有高强度弹簧(314)，环形槽II内设有母滑环(315)；公滑环(313)和母滑环(315)配合接触，且公滑环(313)和母滑环(315)分别连接有伸出两个绝缘橡胶环的跨接头电缆(316)。

7.如权利要求4所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述螺杆马达(306)包括设在螺杆马达外管(309)内壁的定子(3061)和设在定子(3061)内的转子(3062)。

8.如权利要求1所述的碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合，其特征在于，所述通信电缆组件(301)包括通信电缆，还包括由内向外依次包覆在通信电缆外的耐磨橡胶覆盖层、防护金属管和耐磨合金涂层。