[发明专利]松软煤层顺层瓦斯抽采长钻孔施工方法及其装置

权利要求书

1.一种松软煤层顺层瓦斯抽采长钻孔施工方法，其应用于松软煤层顺层瓦斯抽采长钻孔的钻进设备中，所述钻进设备包含钻头、钻杆柱，所述钻杆柱上设有孔口密封器，所述孔口密封器在钻进时对孔口进行密封，其特征在于：

通过压缩空气和稳定泡沫两种气基流体作为钻孔冲洗介质，二者相间经钻杆柱的中心孔注入，到达孔底后经由钻头上的流道进入环空间隙，冷却所述钻头后携带孔底随钻头钻进产生的煤渣屑返至孔外，二者相间流动，其中稳定泡沫流携带煤渣屑、冷却润滑钻具，压缩空气流冲洗孔底和推动稳定泡沫段塞流动。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于包含如下步骤：

浅孔钻进步骤；在浅孔段钻进时采用压缩空气单介质钻进工艺，只利用压缩空气作为循环介质，实施中风压空气钻进；

深孔钻进步骤：在深孔段钻进时采用稳定泡沫和压缩空气复合钻进工艺，实施稳定泡沫和压缩空气两种气基流体作为钻进冲洗介质以复合方式循环的钻进工艺，通过将两种介质交替注入孔内，在循环通道内形成泡沫流和压缩空气流相间的复合流。

3.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于还包含：预备阶段：配置泡沫剂溶液，所述泡沫剂溶液包含发泡剂和稳泡剂，所述发泡剂为4‰十二烷基苯磺酸钠，所述稳泡剂为0.8‰田菁胶粉0.5‰羟乙基纤维素，按照比例将发泡剂和稳泡剂加入清水中充分混合，静置溶解后形成泡沫剂溶液。

4.如权利要求2或3所述的施工方法，其特征在于：在浅孔钻进步骤中还设有险情排除步骤，所述险情排除步骤实施稳定泡沫和压缩空气复合钻进工艺，通过稳定泡沫和压缩空气两种气基流体作为钻进冲洗介质以复合方式循环的钻进工艺，形成泡沫流和压缩空气流相间的复合流，及时排除险情后恢复压缩空气单循环钻进或持续钻进至深孔钻进步骤。

5.一种实现如权利要求1-4中任一所述施工方法的装置，至少包含液路系统、气路系统和泡沫发生器三部分，其特征在于：

所述液路系统依次由泡沫液泵、泡沫液调控阀块、泡沫液流量计、液路压力表和液路单向阀彼此相连组成；

所述气路系统依次由防爆空压机、气路压力表、压缩空气调控阀块、气路单向阀和气体流量计彼此相连组成；

所述气路系统和液路系统分别连接在泡沫发生器的进气和进液口上。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述压缩空气调控阀块包含发泡气体出口、消泡气体出口、控气滑动阀芯和进气口，所述发泡气体出口和消泡气体出口位于阀体的一侧，所述进气口位于阀体的另一侧，所述控气滑动阀芯位于阀体中部并可在阀体内上下移动，通过所述控气滑动阀芯的上下移动，所述发泡气体出口和消泡气体出口分别与所述进气口进行连通。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：一旋转阀芯I设置于所述发泡气体出口内，一旋转阀芯II设置于所述消泡气体出口内。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述泡沫液调控阀块包含泡沫液分流流道、控液滑动阀芯、进液口、旁通流道、回流口、泡沫液出口和滤网，所述进液口设于阀体一侧，所述阀体内设有泡沫液分流流道和旁通流道，所述控液滑动阀芯设于所述进液口与泡沫液分流流道和旁通流道之间并能上下移动，当所述控液滑动阀芯位于下位，则所述进液口与旁通流道连通，当所述控液滑动阀芯位于上位，则所述进液口与泡沫液分流流道连通，所述泡沫液出口与所述泡沫液分流流道连通并在两者之间设有滤网，所述回流口与所述旁通流道连通。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述回流口与所述滤网之间设有分流流道，所述分流流道内设有可开启和闭合所述分流流道的游动阀芯。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：一旋转移动阀芯可旋转的设置于阀体内并连接至所述游动阀芯，以控制所述分流流道的开启和闭合。