煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝的制作方法
【專利摘要】一種煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝，包含如下步驟：準(zhǔn)備步驟：計(jì)算穿越突出煤層段的長度；開孔步驟：通過鉆機(jī)鉆進(jìn)至開孔深度后，安裝孔口管并封孔固定；同步鉆進(jìn)步驟：采用篩管鉆進(jìn)鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深，所述篩管鉆進(jìn)鉆具包含主動(dòng)鉆桿和篩眼套管，所述篩眼套管包圍于所述主動(dòng)鉆桿的外側(cè)，所述篩眼套管的后端和主動(dòng)鉆桿之間設(shè)有傳扭裝置；鉆桿退出步驟：反轉(zhuǎn)所述主動(dòng)鉆桿1～2圈以使所述傳扭公接頭脫離所述傳扭母接頭，退出主動(dòng)鉆桿，將篩眼套管留置在突出煤層段；由此，本發(fā)明在施工至設(shè)計(jì)孔深后，反轉(zhuǎn)主動(dòng)鉆桿并退出，將鉆進(jìn)和下篩管兩種工藝過程合二為一，提高了安全性與效率，降低了成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
【專利說明】煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦鉆進(jìn)的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采深度的逐步加深和開采范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，瓦斯等級(jí)升高的趨勢日益明顯，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性日趨嚴(yán)重，為了保障安全生產(chǎn)，對于強(qiáng)突煤層瓦斯預(yù)抽主要采用頂(底)板穿層鉆孔和高位鉆孔等，現(xiàn)有的這種在頂(底)板穿層鉆孔的施工中，一般采用大直徑鉆頭一次性成孔，然后提鉆下入小直徑篩管封孔、固孔后，進(jìn)行瓦斯抽采，但這種技術(shù)存在如下缺陷:
[0003]1、在施工時(shí)雖然采取了邊打邊抽、孔口封堵等措施，但由于突出煤層段瓦斯含量高、壓力大，施工時(shí)經(jīng)常誘發(fā)瓦斯和煤噴孔，造成瓦斯超限事故，甚至能引起孔突或更大事故，施工安全性低。
[0004]2、鉆孔施工完成后提鉆、由于強(qiáng)突煤孔段鉆孔裸露，突出危險(xiǎn)性增大，現(xiàn)場存在較大的安全隱患。
[0005]3、提鉆下入套管比較費(fèi)時(shí)、效率低下。穿層鉆孔中突出煤層段比較短，常規(guī)工藝需要全孔段下入套管進(jìn)行護(hù)孔防突，費(fèi)用比較高。
[0006]4、由于常規(guī)成孔方法的特點(diǎn)，造成了成孔過程中安全隱患突出，效率低，費(fèi)用高。
[0007]為此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設(shè)計(jì)，綜合長期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研究設(shè)計(jì)出一種煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于:現(xiàn)有的在頂(底)板穿層鉆孔的施工中，容易誘發(fā)瓦斯和煤噴孔，造成瓦斯超限事故，安全性低，且需要進(jìn)行護(hù)孔防突，費(fèi)用比較高，效率低。
[0009]為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝，其特征在于包含如下步驟:
[0010]準(zhǔn)備步驟:進(jìn)行鉆孔設(shè)計(jì)，計(jì)算穿越突出煤層段的長度；
[0011]開孔步驟:通過鉆機(jī)鉆進(jìn)至開孔深度后，安裝孔口管并封孔固定；
[0012]同步鉆進(jìn)步驟:采用篩管鉆進(jìn)鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深，所述篩管鉆進(jìn)鉆具包含主動(dòng)鉆桿和篩眼套管，所述篩眼套管包圍于所述主動(dòng)鉆桿的外側(cè)，所述主動(dòng)鉆桿的前端伸出所述篩眼套管并設(shè)有第一鉆頭，所述篩眼套管的前端設(shè)有第二鉆頭，所述篩眼套管的后端和主動(dòng)鉆桿之間設(shè)有傳扭裝置，其中，所述傳扭裝置包含位于主動(dòng)鉆桿外周的傳扭公接頭和位于所述篩眼套管內(nèi)周的傳扭母接頭；
[0013]鉆桿退出步驟:反轉(zhuǎn)所述主動(dòng)鉆桿I?2圈以使所述傳扭公接頭脫離所述傳扭母接頭，退出主動(dòng)鉆桿，將篩眼套管留置在突出煤層段。[0014]其中:在所述同步鉆進(jìn)步驟中包含有實(shí)時(shí)檢測步驟，所述實(shí)時(shí)檢測步驟包含當(dāng)施工孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度或排渣由煤變成巖后，則停止同步鉆進(jìn)步驟，進(jìn)入鉆桿退出步驟。
[0015]其中:在所述鉆桿退出步驟中包含有脫離判斷步驟，通過檢測回轉(zhuǎn)壓力和起拔壓力，在反轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)回轉(zhuǎn)壓力和起拔壓力存在明顯下降，則表明傳扭公接頭與傳扭母接頭分離。
[0016]其中:第一鉆頭位置比第二鉆頭的位置突出50mm?150mm。
[0017]其中:所述主動(dòng)鉆桿的周緣上設(shè)有至少一個(gè)對中器，所述對中器為所述主動(dòng)鉆桿周緣上的突出環(huán)部。
[0018]其中:所述篩眼套管上布置有多個(gè)相互間隔的篩眼，所述篩眼套管的外壁上鉚接一定數(shù)量的彈簧鋼片。
[0019]通過上述結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明的煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝具有如下技術(shù)效果:
[0020]1、利用主動(dòng)鉆桿帶動(dòng)篩眼套管鉆進(jìn)，施工至設(shè)計(jì)孔深后，反轉(zhuǎn)主動(dòng)鉆桿并退出，將鉆進(jìn)和下篩管兩種工藝過程合二為一，提高了安全性與效率，降低了成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0021]2、抑制了鉆孔中的突出范圍，降低了突出危險(xiǎn)性。施工完成后，篩眼套管留置在突出煤孔段，解決了原有技術(shù)存在的突出防治“盲區(qū)”，提高了現(xiàn)場人員的安全保護(hù)。
[0022]3、使用一次性成孔技術(shù)，簡化了工藝流程，節(jié)省了施工時(shí)間，提高了鉆進(jìn)效率。
[0023]4、只在突出煤孔段留置篩眼套管，節(jié)約了施工材料，降低了施工成本。
[0024]本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容可通過后述的說明及所附圖而得到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝的示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明篩管鉆進(jìn)鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明主動(dòng)鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明篩眼套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝包含如下步驟:
[0031]準(zhǔn)備步驟:計(jì)算穿越突出煤層段的長度，可選的是，該長度根據(jù)所需的鉆孔孔深、頂板或底板的巖層厚度、傾角、方位角來進(jìn)行計(jì)算；
[0032]開孔步驟:通過鉆機(jī)鉆進(jìn)至開孔深度后，安裝孔口管并封孔固定；
[0033]同步鉆進(jìn)步驟:采用篩管鉆進(jìn)鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深后，參見圖2-圖4，所述篩管鉆進(jìn)鉆具包含主動(dòng)鉆桿I和篩眼套管5,所述篩眼套管5包圍于所述主動(dòng)鉆桿I的外側(cè)，所述主動(dòng)鉆桿I的前端伸出所述篩眼套管5并設(shè)有第一鉆頭7，所述篩眼套管5的前端設(shè)有第二鉆頭6，所述篩眼套管5的后端和主動(dòng)鉆桿I之間設(shè)有傳扭裝置，其中，所述傳扭裝置包含位于主動(dòng)鉆桿I外周的傳扭公接頭3和位于所述篩眼套管5內(nèi)周的傳扭母接頭4，由于在鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述傳扭公接頭3配合傳動(dòng)所述傳扭母接頭4，從而主動(dòng)鉆桿I和篩眼套管5 —起鉆進(jìn)；
[0034]鉆桿退出步驟:反轉(zhuǎn)所述主動(dòng)鉆桿I?2圈以使所述傳扭公接頭3脫離所述傳扭母接頭4，則退出主動(dòng)鉆桿1，將篩眼套管5留置在突出煤層段；
[0035]抽放步驟:根據(jù)抽放設(shè)計(jì)要求連接抽放管路。
[0036]其中，在所述同步鉆進(jìn)步驟中包含有實(shí)時(shí)檢測步驟，所述實(shí)時(shí)檢測步驟包含當(dāng)施工孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度或排渣由煤變成巖后，則停止同步鉆進(jìn)步驟，進(jìn)入鉆桿退出步驟。
[0037]其中，在所述鉆桿退出步驟中，還包含有脫離判斷步驟，通過檢測回轉(zhuǎn)壓力和起拔壓力，在反轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)回轉(zhuǎn)壓力和起拔壓力存在明顯下降，則表明傳扭公接頭3與傳扭母接頭2分離。
[0038]其中，所述篩眼套管5的長度大于煤孔段長度，第一鉆頭7位置比第二鉆頭6的位置突出BOmm?150臟。
[0039]其中，所述主動(dòng)鉆桿I的周緣上設(shè)有至少一個(gè)對中器4，所述對中器4為所述主動(dòng)鉆桿I周緣上的突出環(huán)部，由此，篩眼套管5可通過主動(dòng)鉆桿4上的對中器4進(jìn)行對中。
[0040]其中，傳扭母接頭2包含L型槽眼，所述傳扭公接頭包含焊接的I型銷。
[0041]其中，所述篩眼套管5上布置有多個(gè)相互間隔的篩眼，所述篩眼套管5的外壁上鉚接一定數(shù)量的彈簧鋼片。
[0042]由此，本發(fā)明的工藝?yán)煤Y管鉆進(jìn)鉆具組合中的傳扭裝置、主動(dòng)鉆桿和鉆頭，通過鉆機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力帶動(dòng)主動(dòng)鉆桿回轉(zhuǎn)，第一鉆頭回轉(zhuǎn)碎巖，主動(dòng)鉆桿通過傳扭裝置帶動(dòng)特定長度的篩眼套管與第二鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)碎巖。鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深后，反轉(zhuǎn)主動(dòng)鉆桿，傳扭裝置解鎖，主動(dòng)鉆桿與篩眼套管分離，退鉆，從而將特定長度的篩管留置在突出煤孔段。
[0043]由此可見，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0044]1、利用主動(dòng)鉆桿帶動(dòng)篩眼套管鉆進(jìn)，施工至設(shè)計(jì)孔深后，反轉(zhuǎn)主動(dòng)鉆桿并退出，將鉆進(jìn)和下篩管兩種工藝過程合二為一，提高了安全性與效率，降低了成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0045]2、抑制了鉆孔中的突出范圍，降低了突出危險(xiǎn)性。施工完成后，篩眼套管留置在突出煤孔段，解決了原有技術(shù)存在的突出防治“盲區(qū)”，提高了現(xiàn)場人員的安全保護(hù)。
[0046]3、使用一次性成孔技術(shù)，簡化了工藝流程，節(jié)省了施工時(shí)間，提高了鉆進(jìn)效率。
[0047]4、只在突出煤孔段留置篩眼套管，節(jié)約了施工材料，降低了施工成本。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦井下突出煤層段篩管鉆進(jìn)工藝，其特征在于包含如下步驟: 準(zhǔn)備步驟:進(jìn)行鉆孔設(shè)計(jì)，計(jì)算穿越突出煤層段的長度； 開孔步驟:通過鉆機(jī)鉆進(jìn)至開孔深度后，安裝孔口管并封孔固定； 同步鉆進(jìn)步驟:采用篩管鉆進(jìn)鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深，所述篩管鉆進(jìn)鉆具包含主動(dòng)鉆桿和篩眼套管，所述篩眼套管包圍于所述主動(dòng)鉆桿的外側(cè)，所述主動(dòng)鉆桿的前端伸出所述篩眼套管并設(shè)有第一鉆頭，所述篩眼套管的前端設(shè)有第二鉆頭，所述篩眼套管的后端和主動(dòng)鉆桿之間設(shè)有傳扭裝置，其中，所述傳扭裝置包含位于主動(dòng)鉆桿外周的傳扭公接頭和位于所述篩眼套管內(nèi)周的傳扭母接頭； 鉆桿退出步驟:反轉(zhuǎn)所述主動(dòng)鉆桿I?2圈以使所述傳扭公接頭脫離所述傳扭母接頭，退出主動(dòng)鉆桿，將篩眼套管留置在突出煤層段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆進(jìn)工藝，其特征在于:在所述同步鉆進(jìn)步驟中包含有實(shí)時(shí)檢測步驟，所述實(shí)時(shí)檢測步驟包含當(dāng)施工孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度或排渣由煤變成巖后，則停止同步鉆進(jìn)步驟，進(jìn)入鉆桿退出步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆進(jìn)工藝，其特征在于:在所述鉆桿退出步驟中包含有脫離判斷步驟，通過檢測回轉(zhuǎn)壓力和起拔壓力，在反轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)回轉(zhuǎn)壓力和起拔壓力存在明顯下降，則表明傳扭公接頭與傳扭母接頭分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆進(jìn)工藝，其特征在于:第一鉆頭位置比第二鉆頭的位置突出 50mm ?1 SOmnin
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆進(jìn)工藝，其特征在于:所述主動(dòng)鉆桿的周緣上設(shè)有至少一個(gè)對中器，所述對中器為所述主動(dòng)鉆桿周緣上的突出環(huán)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆進(jìn)工藝，其特征在于:所述篩眼套管上布置有多個(gè)相互間隔的篩眼，所述篩眼套管的外壁上鉚接一定數(shù)量的彈簧鋼片。
【文檔編號(hào)】E21B43/08GK103643893SQ201310703767
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】金新, 童碧, 王毅, 汪金業(yè), 侯紅, 彭濤, 王建彬, 魏宏超 申請人:中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司