[发明专利]一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统

权利要求书

1.一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，包括地面钻孔(1)和定向钻机(5)；

所述地面钻孔(1)的底端贯穿煤层段(2)，所述地面钻孔(1)处所述煤层段(2)下段的为存储口袋(3)，所述地面钻孔(1)的内部悬挂有磁导向探管(4)，所述定向钻机(5)的输出端通过联轴器连接有定向钻具(6)，所述定向钻具(6)的端部固定安装有强磁接头(7)，所述定向钻机(5)和所述定向钻具(6)用于实现钻取主孔(8)，所述地面钻孔(1)用于连通主孔(8)，所述主孔(8)的侧边钻取连通有分支孔(9)，所述地面钻孔(1)的上连通有若干所述主孔(8)，若干所述主孔(8)错位钻取。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，所述地面钻孔(1)的端部固定设有防护圈(12)，所述防护圈(12)与所述地面钻孔(1)的内壁通过混凝土进行浇筑固定。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，所述磁导向探管(4)的端部固定连接有连接管(11)，所述连接管(11)用于实现将所述磁导向探管(4)吊装在所述地面钻孔(1)内，并且处于所述强磁接头(7)钻孔附近。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，所述定向钻机(5)固定安装在安装固定架(10)上，所述联轴器也固定安装在所述安装固定架(10)的端部。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，还包括有以下操作方法：

S1、在施工的地面上进行钻孔：在施工地面上进行钻取地面钻孔(1)，根据地面钻孔(1)的孔口坐标，利用测斜工具获得轨迹数据，计算出井底煤层段(2)的空间位置；

S2、设计井下主孔(8)：根据煤层井下无线随钻定向长钻孔的开孔点坐标和地面钻孔(1)、煤层段(2)的坐标，设计井下瓦斯抽采定向钻孔的主孔(8)的轨道；

S3、在煤矿井下施工煤层无线随钻定向长钻孔：使用煤矿井下无线随钻测量仪器以及定向钻机(5)和定向钻具(6)进行定向钻进，控制钻孔轨迹，获得所需的倾角及方位；

S4、钻进倾角和方位的调节，进行开分支孔(9)：钻进过程中通过划槽作业，改变钻进倾角和方位进行开分支孔(9)作业，以增大瓦斯泄流通道；

S5、定向纠偏：将实钻轨迹与主孔(8)设计轨道进行比对，通过煤矿井下无线随钻测量仪器装置角，调整钻进方向修订实钻轨迹，满足主孔(8)的轨道设计要求；

S6、连通：煤矿井下无线随钻测量仪器以及定向钻机(5)和定向钻具(6)距离地面排采的地面钻孔(1)在煤层段(2)内的位移小于100m时，起钻，在螺杆马达前端接入强磁接头(7)，在地面钻孔(1)和煤层段(2)下入磁导向探管(4)，通过旋磁导向引导钻头与目标点连通；

S7、起钻：更换开孔点，继续施工其他煤层井下无线随钻定向长钻孔与目标点连通，重复S3至S7；

S8、进行瓦斯抽取采集：煤矿井下无线随钻定向长钻孔安装抽采设备，进行瓦斯抽采；

S9、封隔器封堵：地面钻孔(1)的目标煤层段(2)上部下入封隔器封堵。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，所述S2中地面钻孔(1)钻穿煤层段(2)后，继续向下施工一定孔深，留有足够的存储口袋(3)，便于后续煤矿井下无线随钻定向长钻孔与目标点连通时，煤屑落入存储口袋(3)。

7.根据权利要求5所述的一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，其特征在于，所述S2中煤层井下无线随钻定向长钻孔是采用煤矿井下无线泥浆脉冲测斜仪器，钻孔孔深超过1000m的受控钻孔。