[发明专利]煤矿井下套管内视频成像对接掉钻事故头打捞系统及方法

说明书

本发明公开了一种煤矿井下套管内视频成像对接掉钻事故头打捞系统及方法，包括一级打捞钻具、二级打捞钻具和孔内成像仪，一级打捞钻具包括套管钻头、一级打捞钻具连接接头、打捞套管和一级打捞钻具水便；二级打捞钻具包括打捞接头、二级打捞钻具连接接头、打捞钻杆和二级打捞钻具水便；所述孔内成像仪包括推送杆、两个摄像头、防爆控制器和信号线。本发明通过一级打捞钻具套取掉钻事故头，通过二级打捞钻具对接掉钻事故头。同时，通过下入孔内成像仪，可清晰显示掉钻事故头的姿态和相对位置，实现精确定位和可视化套取及对接，有助于提高一级打捞钻具套取掉钻事故头和二级打捞钻具对接掉钻事故头的精度和成功率。

技术领域

本发明涉及一种钻孔内掉钻事故处理方法，属于煤矿钻探的技术领域，具体涉及一种煤矿井下套管内视频成像对接掉钻事故头打捞系统及方法。

背景技术

煤矿井下近水平钻孔施工过程中经常发生孔内掉钻事故，事故发生后常规处理手段是采用公锥和母锥进行打捞，但该技术手段在孔内掉钻事故处理中成功率无法保证，处理存在盲目性、随机性和不确定性，处理不成功会导致大量钻具、测量仪器、孔底动力钻具丢失，往往给钻孔施工带来严重的经济损失。

打捞公锥采用的是锥面结构，在公锥外锥面布置有丝扣，公锥打捞是通过打捞钻杆将打捞公锥送入钻孔内，将打捞公锥前端插入孔内掉落钻具内通孔，并旋转造扣实现打捞公锥与事故钻具的连接，从而将孔内掉落钻具打捞出。由于打捞公锥前端为锥面，同时掉落钻具内通孔直径普遍较小，最大内通孔直径不超过50mm，这就导致打捞公锥前端很难成功对接至掉落钻具内通孔，而且对接全凭经验采取盲对接，这大大降低了对接的成功率。

打捞母锥采用的是喇叭状结构，在喇叭口内侧布置有丝扣，母锥打捞是通过母锥从掉落钻具外侧套取掉落钻具，再回转造扣将孔内掉落钻具打捞出，因此，母锥外径都较大，对于轨迹较弯曲的钻孔，母锥下入阻力较大，严重者母锥无法下入至掉落钻具前端。可见上述打捞技术在技术原理上存在局限性及盲区，导致打捞成功率得不到保证，无法满足钻孔孔内掉钻事故处理要求。

煤矿井下近水平钻孔施工目标煤层，大多数煤质松软破碎，孔壁稳定性差，导致钻孔施工过程中塌孔严重，往往钻孔施工结束后，孔壁均出现不同程度的坍塌，原钻孔通道出现不同程度堵塞，导致打捞公锥、母锥无法顺利下入原钻孔，造成无法打捞。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的煤矿井下近水平钻孔发生掉钻事故后，事故钻具所在孔段坍塌严重，常规打捞钻具无法下入，或打捞钻具能够下入而无法精准对接的问题，提供了一种煤矿井下套管内视频成像对接掉钻事故头打捞系统及方法。

一方面，本发明给出了一种煤矿井下套管内视频成像对接掉钻事故头打捞系统，包括一级打捞钻具、二级打捞钻具和孔内成像仪，其中：

所述一级打捞钻具包括由前到后依次相连接的套管钻头、一级打捞钻具连接接头、打捞套管和一级打捞钻具水便；一级打捞钻具连接接头为弯接头；

所述二级打捞钻具包括由前到后依次相连接的打捞接头、二级打捞钻具连接接头、打捞钻杆和二级打捞钻具水便；打捞接头分母打捞接头和公打捞接头；二级打捞钻具连接接头为直接头；

所述孔内成像仪包括推送杆、两个摄像头、防爆控制器和信号线，其中，推送杆为中空杆体，两个摄像头分别布置在推送杆的端面和侧面；信号线由推送杆中部穿过，其前后两端分别连接摄像头和防爆控制器。

进一步的，所述一级打捞钻具、二级打捞钻具的各部件的连接方式均采用丝扣连接，所述母打捞接头内壁和公打捞接头外壁分别设置有打捞丝扣；推送杆和摄像头采用丝扣连接。

进一步的，所述一级打捞钻具内通孔直径大于100mm，二级打捞钻具内通孔直径大于40mm；推送杆和摄像头的直径均小于40mm。

进一步的，所述一级打捞钻具连接接头的弯曲角度为0°～10°。