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[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-CN202110968895.8有效
发明人：刘飞;李泉新;褚志伟;方俊;刘建林;姜磊;陈龙 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-08-23 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开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，包括依次相连的定向钻头、前置测量短节、无磁过线螺杆钻具、后置测量短节和中心通缆钻杆；前置测量短节用于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的测量；无磁过线螺杆钻具用于给定向钻头提供碎岩动力，并将前置测量短节的测量数据通过无磁过线螺杆钻具侧壁通信组件输送至后置测量短节；后置测量短节用于前置测量短节测量数据接收和钻孔方位角的测量；中心通缆钻杆用于孔底测量数据的上传。通过本发明的技术方案能有效提高碎软薄煤层瓦斯抽采钻孔成孔深度和成孔率，缩短瓦斯治理周期，降低瓦斯治理成本。
一种碎软薄煤层瓦斯定向钻孔施工组合方法

[发明专利]一种煤矿井下定向钻场全域数字化管理监控平台及方法-CN202310004824.5在审
发明人：杨冬冬;李泉新;陈龙;陈果;陈刚;方俊;褚志伟 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2023-01-03 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下定向钻场全域数字化管理监控平台和方法，设置：孔内仪器串、钻参仪、瓦斯浓度传感器、CO浓度传感器、防爆摄像头、防爆计算机、光端机、交换机和工业环网；孔内仪器串通过线缆连接防爆计算机；钻参仪出口端通过缆线连接防爆计算机，钻参仪进口端连接钻机及泵车；瓦斯浓度传感器、CO浓度传感器和防爆摄像头均通过防爆网线或光纤与光端机连接；光端机通过网线或光纤与防爆计算机连接，防爆计算机连接交换机，交换机连入煤矿工业环网，并在地面终端搭建煤矿井下定向钻进数字化监控管理平台。本发明给出的平台和方法提高煤矿井下钻进参数监测多样性和利用率，提升煤矿井下定向钻进信息化、智能化技术水平，为智能化定向钻进和智能地质保障实现提供支撑。
一种煤矿井下定向全域数字化管理监控平台方法

[发明专利]一种煤矿井下孔中探测仪器自主运送系统及控制方法-CN202211100663.1在审
发明人：张幼振;范涛;张宁;李旺年;李旭涛;钟自成;刘飞;褚志伟 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2022-09-08 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： E21B23/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下孔中探测仪器自主运送系统及控制方法，系统设置孔口动力装置和活塞式驱动装置，活塞式驱动装置的前进端安装工作装置，活塞式驱动装置内容纳探测仪器；所述的孔口动力装置给活塞式驱动装置沿钻孔移动提供液压动力；所述的活塞式驱动装置携带探测仪器沿钻孔移动；工作装置对钻孔内障碍物进行清理和/或对钻孔孔壁修整加固。本发明采用活塞式驱动装置完成探测仪器的自动运送和返回，同时工作装置完成探测仪器前端障碍物的清理和对钻孔壁进行修整和加固，可有效识别孔内障碍物信息，实现远程控制或自主运送的精准位姿控制，保证探测仪器的安全可靠运送，为煤矿井下孔中探测仪器的的安全高效运送提供整套技术方法。
一种煤矿井下探测仪器自主运送系统控制方法

[发明专利]煤矿井下有线陀螺随钻测量仪器及工控方法-CN202310244303.7在审
发明人：陈龙;褚志伟;李泉新;张冀冠;陈刚;方俊;陈翔;王博 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2023-03-14 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： E21B47/022 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下有线陀螺测量仪器及工控方法，包括陀螺测量仪器外管以及安装在所述陀螺测量仪器外管内的陀螺测量探管；陀螺测量探管分为中空的通信段、测控段和陀螺测量段，通信段前端安装固定环，固定环与陀螺测量仪器外管连接；通信段和测控段通过绝缘连接头连接，测控段和陀螺测量段通过中间连接头连接，中间连接头上安装橡胶扶正器；陀螺测量段的后端设堵头；堵头上安装支撑环，支撑环与陀螺测量仪器外管相连；在通信段、测控段、陀螺测量段内设置通信组件、测控组件、陀螺测量组件；陀螺测量组件与测控组件、通信组件有线电连接。本发明的方位角测量不受外界磁干扰，无需设置无磁钻杆，实现钻孔全孔段轨迹测量，显著提高了时效性。
煤矿井下有线陀螺测量仪器方法

[发明专利]煤矿井下快速插接高压动态密封旋转送水器及使用方法-CN202210523519.2有效
发明人：方俊;李泉新;刘飞;褚志伟;王四一;杨冬冬;杨哲;刘桂芹 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-05-13 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： E21C35/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤矿井下快速插接高压动态密封旋转送水器及使用方法，包括旋转外管，旋转外管包括从前端至后端依次一体成型设置的夹持体、组合静态密封体和旋转动态密封体，夹持体、组合静态密封体和旋转动态密封体均为轴向中空结构且同轴设置，内部形成一条过水流道；旋转动态密封体内设置有送水轴；二级旋转密封腔体内的送水轴上套装有两个滚动轴承、两个挡环和两个及以上动态密封装置，使得旋转外管能够绕着送水轴转动。本发明采用插接方式与矿用钻杆快速连接，通过两个动态密封装置的双重旋转动密封作用，避免了高压水从送水轴与旋转动态密封体之间的环状间隙泄漏。
煤矿井下快速插接高压动态密封旋转送水器使用方法

[发明专利]用于坑道钻机稳固立柱组件的加卸装置、插接杆及接顶盘-CN202310175255.0在审
发明人：刘智;方俊;李泉新;许超;褚志伟 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： E21B19/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于坑道钻机稳固立柱组件的加卸装置、插接杆及接顶盘，包括底座、多根加长杆、滚轮梁架和球卡器组成；球卡器包括套筒，套筒的上部套装在外壳内，外壳外还通过螺纹连接安装有限位帽，限位帽套装在套筒外，套筒的下部伸出限位帽；在限位帽、套筒和外壳之间形成的环空内设置有多颗钢球，钢球的径向内侧通过开设在套筒下部侧壁上的弧形窝孔能够凸出至套筒的内壁内；插接杆及接顶盘均设置有弧形槽。本发明采用稳固立柱组件加卸装置代替人工加卸插接杆和接顶盘，解决了人工劳动强度大，登高作业危险性高的问题。本发明在带有弧形槽的接顶盘上端固定连接锥形柱，增大了接顶盘与顶板的摩擦力，使得稳固更加牢靠。
用于坑道钻机稳固立柱组件卸装插接接顶盘

[发明专利]煤矿井下密封插接有线信号传输旋转送水器及使用方法-CN202210523516.9有效
发明人：方俊;李泉新;褚志伟;刘飞;李旭涛;赵建国;姜磊;刘桂芹 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-05-13 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： E21C35/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤矿井下密封插接有线信号传输旋转送水器及使用方法，包括旋转外管，旋转外管包括从前端至后端依次一体成型设置的夹持体、组合静态密封体和旋转动态密封体；其中，组合静态密封体内安装有信号转换头；旋转动态密封体的侧壁后端开设有后端开放的第一环形安装腔，转换接手的侧壁前端开设有前端开放的第二环形安装腔，第一环形安装腔和第二环形安装腔之间安装有旋转通讯装置；转换接手的后端安装有快插通讯接头。本发明的采用旋转有线信号传输方式，先利用信号转换头将有线传输钻杆上传的测量数据转换到侧壁，然后利用旋转通讯装置实现相对旋转状态下、跨接头的数据可靠传输，保障了随钻测量数据传输稳定性。
煤矿井下密封插接有线信号传输旋转送水器使用方法

[发明专利]碎软突出煤层随钻瓦斯抽采用防喷系统及其作业方法-CN202211102986.4在审
发明人：李旭涛;方俊;李泉新;刘建林;许超;褚志伟;刘飞;姜磊 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2022-09-09 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开一种碎软突出煤层随钻瓦斯抽采用防喷系统及其作业方法，所述系统包括孔口装置、第一水渣分离装置、第二气水渣分离装置、第三水渣分离装置和开设有多个瓦斯抽采口的负压抽采管道；所述第一气水渣分离装置上还开设有第一缓冲接口，所述第一缓冲接口经第一缓冲释压装置连通瓦斯抽采口，所述第三气水渣分离装置还开设有第二缓冲接口，所述第二缓冲接口经第二缓冲释压装置连通瓦斯抽采口。发明通过设置增阻限流、缓冲释压、气水渣分离清除等装置，实现了碎软突出煤层瓦斯抽采钻孔的“边钻边抽”和对喷孔异常的有效处理，具有处理响应速度快、钻孔喷孔强度可控、异常工况处理能力强、适用钻进工艺多、钻杆内涌出瓦斯无泄漏等优点。
突出煤层瓦斯采用系统及其作业方法

[发明专利]煤矿井下定向长钻孔可回收定点注浆装置及方法-CN202110566684.1有效
发明人：许超;姜磊;郝世俊;李泉新;王鲜;陈盼;刘智;褚志伟 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： E21B33/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下定向长钻孔可回收定点注浆装置，可回收定点注浆装置由大直径钻杆、橡胶塞、小直径钻杆、金属塞、旁通水便及单向阀组成，所述橡胶塞、金属塞及旁通水便均设置有贯通孔，所述大直径钻杆与橡胶塞固定连接，所述小直径钻杆与金属塞螺纹丝扣连接，所述单向阀固定于金属塞内通孔，所述小直径钻杆及金属塞可以自由通过大直径钻杆内通孔，所述金属塞在力的作用下可以通过橡胶塞内通孔并形成密封，所述小直径钻杆可以穿过所述旁通水便并形成简易密封。本发明还公开了一种煤矿井下定向长钻孔可回收定点注浆方法，可以实现定向长钻孔深孔定点注浆，避免局部孔段地层破碎造成定向钻进困难甚至钻孔报废，提高定向钻孔成孔率及成孔效率。
煤矿井下定向钻孔可回收定点装置方法

[发明专利]煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法-CN202310004570.7在审
发明人：李泉新;褚志伟;郝世俊;方俊;刘建林;陈龙;刘智;刘飞 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2023-01-03 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法，包括由后向前依次连接的中心通缆钻杆、通信转换短节、钻进模式切换短节、支撑稳定短节、螺杆钻具和钻头，通信转换短节包括通信转换短节本体，通信转换短节本体内部由后向前依次设有中心电缆和磁耦合通信接头，中心电缆和磁耦合通信接头分别连接中心通缆钻杆和钻进模式切换短节；两个固定支撑环设置在支撑中心电缆的两端；钻进模式切换短节设有钻进模式切换短节本体，钻进模式切换短节本体一端通过螺纹与通信转换短节固定连接，另一端与支撑稳定短节活动连接，能够实现周向回转运动；本发明的回转定向钻具组合及钻进方法具有钻孔轨迹弯曲强度低、钻进动力传递效率高和钻进排渣效果好等显著优势，极大提高了钻具使用寿命、钻孔成孔深度和钻进安全性，有力保障煤矿井下定向长钻孔安全高效施工。
煤矿井下回转定向组合钻进方法

[发明专利]一种煤矿井下分体式水力造斜钻具组合及钻进方法-CN202111458322.7有效
发明人： 褚志伟;李泉新;许超;方俊;刘建林;刘飞;姜磊;杨冬冬 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-12-02 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： E21B7/06 文献下载
摘要：本发明公开一种煤矿井下分体式水力造斜钻具组合，包括顺序连接设置的通信短节、动力单元、万向短节、造斜短节和定向钻头；造斜单元包括依次连接设置的测控组件、水力造斜组件和推靠造斜组件；测控组件与用于控制过水通道通断的电磁阀电连接，通过电磁阀控制水流，进而实现水力造斜组件和推靠造斜组件沿造斜短节外管的径向推靠孔壁，使造斜短节外管相对万向轴的轴线产生偏转角。本发明装置通过水力造斜组件和推靠造斜组件的协同作用，大大提高了钻具组合的造斜力，满足了深孔钻进作业中对钻孔轨迹调整的要求；同时，可以通过设置的测控组件对造斜力的大小进行调整，加强了螺杆钻具对不同地层和钻进工况的适应性。
一种煤矿井下体式水力造斜钻具组合钻进方法

[发明专利]复杂破碎地层近水平定向钻进卡钻处理钻具组合及方法-CN202111577207.1有效
发明人： 褚志伟;李泉新;方俊;许超;刘飞;杨冬冬;姜磊;杨伟锋 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种复杂破碎地层近水平定向钻进卡钻处理钻具组合，包括依次连接的解卡钻杆、随钻测量系统、螺杆钻具和解卡钻头；解卡钻杆包括解卡钻杆本体以及中心通信组件；随钻测量系统包括控制单元以及与其相连接的传输单元和测量单元；解卡钻头包括解卡钻头本体和至少两个射流碎岩组件；解卡钻头本体的中心通孔为过流通道。本发明采用在卡钻孔下方施工解卡孔的处理卡钻孔卡钻的方式，不会对卡钻孔内钻具产生往复较高的给进力、起拔力和回转扭矩，能有效避免强力打捞处理塌孔卡钻时带来的钻具易发生疲劳破坏和钻进安全性低的问题。应用卡钻处理钻具施工解卡孔，卡钻处理周期相比套铣打捞缩短50％以上，卡钻处理周期大幅缩短。
复杂破碎地层水平定向钻进处理组合方法

[发明专利]一种高阻煤层正交电磁波阵列线圈系、设计方法及组合-CN202211402265.5有效
发明人：陈刚;李泉新;陈龙;张冀冠;褚志伟;杨冬冬 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2022-11-10 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G01V3/28 文献下载
摘要：本发明公开一种高阻煤层正交电磁波阵列线圈系、设计方法及组合，包括置于高阻煤层内的钻铤，钻铤中设置有一个正交电磁波阵列线圈系；正交电磁波阵列线圈系包括设置在空间直角坐标系中的发射线圈单元、接收线圈单元和补偿线圈单元；空间直角坐标系以钻铤中心点为原点、以钻铤的中心轴线为Y轴、以水平方向垂直于Y轴为X轴、以竖直方向垂直于Y轴为Z轴建立。本发明还公开了一种高阻煤层正交电磁波阵列线圈系设计方法，以及一种高阻煤层正交电磁波阵列线圈系组合，通过设置的补偿线圈增强了探测信号响应抗干扰性能。本发明方法可以得到高阻煤层正交电磁波阵列线圈系的最优布设参数，为高阻煤层正交电磁波阵列线圈系的设计提供了准确方法。
一种煤层正交电磁波阵列线圈设计方法组合

[发明专利]煤矿井下集束式大直径定向钻扩一体化工具及方法-CN202110300549.2有效
发明人：许超;李泉新;方俊;陈盼;褚志伟;赵建国;刘飞;王四一 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-03-22 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开一种煤矿井下集束式大直径定向钻扩一体化工具及方法，包括大直径随钻扩孔装置和先导定向钻具组合；大直径随钻扩孔装置包括扩孔钻头总成、中心管、围绕中心管周向均布且与中心管平行的三个直螺杆钻具；三个直螺杆钻具与中心管内的四级腔室连通，通过四级腔室分配，实现冲洗液依次驱动上部集束式直螺杆及下部定向弯螺杆，实现定向钻进及随钻扩孔同时进行。本发明通过合理分配钻进过程中高压冲洗液，可实现定向钻进和扩孔钻进，减少大直径钻孔施工过程中施工工序，同时利用冲洗液驱动大直径钻头扩孔避免依靠孔口动力旋转带来钻具事故风险，既适用于煤层钻进，也适用于岩层钻进，对于大直径钻孔安全高效成孔具有重要意义。
煤矿井下集束直径定向一体化工具方法

[发明专利]煤矿井下定向钻进用双向自锁传动有线传输钻杆及方法-CN202211143274.7在审
发明人：方俊;李泉新;褚志伟;刘建林;许超;刘智;姜磊 -专利权人：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
申请日： 2022-09-20 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤矿井下定向钻进用双向自锁传动有线传输钻杆及方法，钻杆本体内同轴设置有能够在轴向往复运动的紧定传输组件，钻杆本体前端设置有往复座、限位轴和两个及以上定位球，往复座通过推动紧定传输组件进行往复运动；钻杆后端设置有锁定座，锁定座的锁定轴外壁后部设置有与定位球对应的弧形槽；锁定轴能够插入限位轴内至定位仓与弧形槽径向对齐状态下，定位球的径向内侧能够露出至限位轴内并且进入弧形槽内，且第一推力凸台与第二推力座能够接触限位，实现双向自锁。本发明采用浮动连接、轴向限位以及逐根锁定解锁的技术手段，实现了有线传输钻杆传输组件无损柔性连接、双向回转自锁、双向动力传动。
煤矿井下定向钻进双向传动有线传输钻杆方法

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