[发明专利]一种构造煤大口径成井双向往复式钻进三级扩孔钻具及钻孔方法

摘要

本发明涉及一种构造煤大口径成井双向往复式钻进三级扩孔钻具。适用于煤矿井下使用。利用柱塞钻头完成一级和二级扩孔，利用刀翼完成三级扩孔，扩孔激活采用液压控制的方式；利用弹簧将扩孔泵压从固定压力值转变为一定范围的压力区间，提高扩孔压力控制的可操作性；三级扩孔回收总成钻具内管由上下两段组成，并通过内管连接密封圈进行连接和密封，使刀翼阻挡机构的下移与刀翼的出刀分步完成。其在构造煤等较软地层中实现水平井、直井、斜井等多种方式的钻进扩孔，还可以根据工程需要完成某一孔段的三级往复式扩孔作业，满足构造煤煤层气开发等工程活动的需要。

主权项

1.一种构造煤大口径成井双向往复式钻进三级扩孔钻具，它包括领眼总成（31）、一级二级扩孔回收总成（32）和三级扩孔回收总成（33），其中领眼总成（31）与一级二级扩孔回收总成（32）相连接，一级二级扩孔回收总成（32）与三级扩孔回收总成（33）相连接；所述领眼总成（31）为钻头（29）；所述一级二级扩孔回收总成（32）包括外壳体（1），外壳体（1）中空内部设有活塞腔和柱塞腔（27），其中柱塞腔（27）靠近领眼总成（31），柱塞腔（27）内反向活动设置有两个扩孔柱塞（28）；所述活塞腔内设有活塞（24），活塞（24）将活塞腔分割为上下两个部分，靠近柱塞腔（27）的下半部分为液压油腔（26），液压油腔（26）内设有液压油和弹簧c（25），活塞腔上半部分内设有弹簧d（30），上半部分在弹簧d（30）顶部设有胶塞（19），胶塞（19）上方的外壳体（1）上设有两个与钻具外部连接的溢流孔（18），所述活塞（24）两侧依次设有二级扩孔限位孔（20）、一级扩孔限位孔（21）和原位限位孔（22），活塞腔的内壁上成对设有与二级扩孔限位孔（20）、一级扩孔限位孔（21）和原位限位孔（22）匹配的扩孔限位器（23）；所述三级扩孔回收总成（33）包括外壳体（1），外壳体（1）内设有内管，内管包括下内管（13）和上内管（15），其中下内管（13）部分插入上内管（15），下内管（13）和上内管（15）连接处设有密封圈（14），其中下内管（13）的底端设有下连接固定环（12），下连接固定环（12）与内管连接密封圈（14）之间在下内管（13）外侧套有弹簧b（11），内管的下内管（13）端口处设有三级扩孔激活孔挡球a（16），上内管（15）两侧通过刀翼旋转轴a（5）活动设有可伸出收入外壳体（1）中的两个刀翼（6），刀翼（6）的外侧上设有多个刀齿（7），刀翼（6）与上内管（15）连接处还设有固定在上内管（15）上的刀翼旋转轴b（34），上内管（15）与外壳体（1）之间设有弹簧a（4），弹簧a（4）套在上内管（15）上，上内管（15）顶部管口处设有泥浆孔（2）并与外壳体（1）外连通，泥浆孔（2）两侧设有限位钉（3），内管的上内管（15）端口靠近泥浆孔（2）处设有三级扩孔激活孔挡球b（17），外管（1）上设有用于固定刀翼（6）的支挡（8），支挡（8）上设有连接下内管（13）的上连接固定环（9），上内管（15）下端固定有内管连接密封圈（14），下内管（13）外侧的外壳体（1）上倾斜设有喷射嘴（10），使钻具内管的内部与外壳体（1）的外部相通，在三级扩孔前，从喷射嘴（10）中喷出具有一定压力的泥浆液辅助扩孔。