[发明专利]松软突出煤层反循环钻进设备及其钻进工艺

权利要求书

1.松软突出煤层反循环钻进设备，包括钻机、主动双壁钻杆、双通道气水龙头、钻头以及空压机，其特征是：所述钻机上设有动力头，所述主动双壁钻杆贯穿动力头安装，主动双壁钻杆一端的内管通过双通道气水龙头与胶管相连通，所述胶管末端连接有煤粉接收装置，所述双通道气水龙头上设有与主动双壁钻杆内外管环形通道相通的气盒子，所述气盒子通过气管与空压机相连，主动双壁钻杆的另一端连接有钻头，随着钻头的不断钻入地层，在主动双壁钻杆和钻头之间不断地加接从动双壁钻杆，直至成孔。

2.根据权利要求1所述的松软突出煤层反循环钻进设备，其特征是：双壁钻杆的管体与其接头均采用高级合金钢制成，管体两端加厚再与接头摩擦焊接，外管为外径为φ73mm的外平式结构，外管扣型为锥度的梯型扣，内管通径为φ36mm。

3.根据权利要求1所述的松软突出煤层反循环钻进设备，其特征是：所述钻头内径不大于内管通径，钻头内设有内出刃，为利于将煤粉导入内管钻头底部设置为喇叭状，钻头外出刃大于双壁钻杆的外径。

4.根据权利要求1所述的松软突出煤层反循环钻进设备，其特征是：双通道气水龙头的外壳与动力头固定连接，且双通道气水龙头同主动双壁钻杆密封连接。

5.根据权利要求1所述的松软突出煤层反循环钻进设备，其特征是：所述空压机的压力为0.8MPa，排量为4m³/min，连接气盒子和空压机之间的气管上连接有用于向压缩空气中注入泡沫液的泡沫泵。

6.根据权利要求1所述的松软突出煤层反循环钻进设备，其特征是：使用内管可取出的双壁钻杆，在成孔后取出内管和连接在内管上的钻头，以便下入瓦斯抽排管或割缝管，进行后续瓦斯抽排工序。

7.松软突出煤层反循环钻进设备的钻进工艺，其特征是：包括如下步骤：

(1)空压机输出的压缩空气通过气盒子进入双壁钻杆的环形通道中，再沿着环形通道通过钻头到达孔底；

(2)在开孔段因双壁钻杆与孔壁间阻力较小，空气携带煤粉大部分从孔壁间隙返出，小部分从内管返出；随着孔深加大，双壁钻杆与孔壁间阻力也加大，空气携带煤粉从孔壁间隙返出越来越少，从内管返出越来越多，孔深到达5～8米时空气携带煤粉全部从内管返出；

(3)从内管返出的煤粉通过双通道气水龙头通孔，再通过胶管进入煤粉接收装置中。