[发明专利]构造煤发育区钻进、增透一体化装置

说明书

技术领域

本发明涉及瓦斯治理领域，尤其是一种构造煤发育区钻进、增透一体化装置。

背景技术

随着对能源需求量的加大，煤矿开采的强度和开采的深度不断加大，煤与瓦斯突出的可能性大大增加。煤与瓦斯突出以其极大的危害性及破坏性让煤矿工人“谈虎色变”，煤与瓦斯突出严重制约着煤矿的安全生产和矿工的生命安全。所以，对瓦斯含量高的矿井或突出矿井进行区域消突和局部消突是这些煤矿中一项重要工作。

在煤矿井下，通过在煤层或岩层中打钻孔，并对其中的瓦斯进行预抽是目前进行区域消突和局部消突的一种重要手段。但构造煤发育区，往往容易形成应力集中，而且构造煤发育区，煤体结构破坏较严重，在打钻过程中极易发生塌孔，使钻具难以拔出。煤层的透气性是反映抽采难易程度的重要指标，构造煤发育区，煤体受到破坏，导致按照常规的强化工艺很难达到强化的目的，尤其使用液体等流体进行强化时强化效果较差，因此构造煤发育区瓦斯抽放一直是困扰煤矿工人的一个重要问题。煤与瓦斯突出一般发生在构造附近，不仅是因为这里的煤体比较破碎，也是因为应力比较集中。因此要想更好的预防煤与瓦斯突出，就要首先解决构造煤发育区的瓦斯抽放问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对构造煤发育区打钻时钻孔易塌孔埋钻、强化效果不理想、抽放难等问题，不仅解决了构造煤成孔难的问题，而且提高了煤的透气性，提高瓦斯抽放效率、有效减少煤与瓦斯突出、可提高煤炭安全高效生产的构造煤发育区钻进、增透一体化装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种构造煤发育区钻进、增透一体化装置，包括后端与钻机连接的钻杆，钻杆前端设有钻头，钻杆杆身外圈间隔包覆有气囊，相邻两气囊之间的钻杆杆身上设有气体压裂孔，所述气囊和气体压裂孔分别通过气囊管路和气压管路与气泵连接，气泵和气罐连接，所述钻头的后端与钻杆之间连接有环绕钻杆杆身的切削片，切削片倾斜设置且尖端向后，所述切削片与钻头构成钻进方向为前后向的双向钻头。

所述钻杆后端与钻机的转盘连接，转盘上对应气囊管路和气压管路分别开设有气囊管路孔、气压管路孔，气囊管路孔、气压管路孔分别连接有管状气囊钢制接头和气孔钢制接头，气囊管路为连接于气囊钢制接头和钻杆杆身上气囊孔之间的高压软管，气压管路为连接于气孔钢制接头和钻杆杆身上气体压裂孔之间的高压软管，气囊管路和气压管路均位于钻杆内，气囊钢制接头和气孔钢制接头又分别连通一中间高压软管与气泵连接。

包括焊接于钻杆杆身内的环形体，并且环形体沿周圈表面开设气体压裂槽，气体压裂槽正对气体压裂孔，所述气压管路通过气体压裂槽与气体压裂孔连通。 

钻杆杆身长80-90米，钻杆上共间隔设置两气囊，两气囊的间距为50米。

所述钻杆杆身设有用于排出煤屑的外螺纹。

所述钻头设有冷却水孔，切削片下侧的杆身也设有冷却水孔。

所述切削片的旋向与钻头旋向相反，钻头直径大于钻杆直径。

所述中间高压软管设有压力表和气阀，气罐至少串联两个并最终与气泵连接，每个气罐均带有气阀，所述气罐为内装氮气的氮气气罐。

还包括一端穿插过转盘进入钻杆内，另一端分别通过管道连接气泵和水泵的高压冷却水管，水泵出水口处连接水阀，水泵与水源连接。 

本发明针对构造煤发育区打钻时钻孔易塌孔埋钻、强化效果不理想、抽放难等问题，在此，通过在构造煤发育区使用空气作为介质进行分段、多次储层压力激动达到卸压，提高煤的透气性；利用分段储层激励，有效解决了构造煤发育区煤体强化难的问题，使抽放效果大大提高，煤与瓦斯突出危险性大大减少；使用双向钻进的钻头，既可前钻，也可边拔边钻，不仅解决了构造煤成孔难的问题，而且解决了构造区易塌孔埋钻的问题，在提高瓦斯抽放效率、有效减少煤与瓦斯突出、提高煤炭安全高效生产等方面具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

由图1所示的构造煤发育区钻进、增透一体化装置包括后端与钻机的转盘8连接的钻杆10，转盘8由钻机的传动装置带动。（钻机及其转盘8、传动装置以及转盘8与钻杆10端部的连接方式均为现有技术，故不详细叙述。）

钻杆10前端设有钻头19，所述钻头19的后端与钻杆10之间连接有数个环绕钻杆10杆身的切削片18，切削片18倾斜设置且尖端向后，切削片18的旋向与钻头19旋向相反。钻头19的尖端朝前，切削片18与钻头19构成钻进方向为前后向的双向钻头。所述钻头19设有冷却水孔21，切削片18下侧的钻杆10杆身也设有冷却水孔22。