[实用新型]一种钻割洗一体化钻具

说明书

本实用新型一种钻割洗一体化钻具，属于煤层钻孔装置技术领域。 

煤层气是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。它以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源。目前，为有效实施井下抽采煤层气，采用了诸多工程措施对煤岩体进行强化改造。例如：大直径密集钻孔开采、开采解放层、钻孔水平割缝等技术方案。其中，钻孔水平割缝技术一般是在穿层钻孔两侧水平方向形成一条具有一定深度的水平割缝，过程是是先在煤层中打一个钻孔，然后再采用专用割缝装置利用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切割，如遇煤层塌孔，割缝装置很难再进入，无法钻进和割缝一次完成。 

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种钻进、割缝和洗孔一次完成的钻割洗一体化钻具。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种钻割洗一体化钻具，包括上接头、壳体、心管、心轴和钻头，所述壳体由上外壳、中外壳和下外壳依次首尾相接构成，上接头与上外壳连接，且上接头、上外壳、中外壳和下外壳内部均开有轴向通孔，所述中外壳和下外壳内部轴向通孔的直径大于上接头和上外壳内部轴向通孔的直径；心管的一端固定套装在上外壳的内部，心管的另一端位于中外壳内部且心管上靠近该端端头处设置有一个或多个径向通孔作为连接口，中外壳上与所述心管上连接口相对应的位置也均开有安装了造缝喷嘴的径向通孔，心管位于中外壳内部的端头处封口且封口上开有孔；心轴的一端活动套装在中外壳的内部，心轴的另一端伸出下外壳外与钻头连接，心轴伸出的部分与下外壳之间卡装有第一弹簧，心轴内部开有轴向通孔；心管位于中外壳内部的一端套装在心轴的轴向通孔内，心轴内部设有环形凸起，连接管的一端连接在环形凸起上，连接管的另一端穿过心管端头封口上的孔后与压帽连接，心管端头封口与心轴环形凸起之间卡装有第二弹簧，所述连接管的侧壁上开有多个长形的过液通孔。 

所述压帽的中心设置有连通心管内部和心轴内部的溢流阀。 

所述中外壳的内壁上设置有多个轴向凹槽，心轴外壁与所述凹槽相对应的位置上均设置有凸块，所述凸块各自位于相应的凹槽中。 

所述心轴位于中外壳中的端部外壁上设置有凸台，所述心轴端部的凸台与中外壳的内壁上的台阶通过锥形面配合。 

所述心管上的连接口处设置有滤网，所述滤网位于心管的内壁上。 

所述喷嘴可布置1~3个，喷嘴的直径为1~3 mm。 

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。 

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。 

1、本实用新型在不影响钻孔原有钻具使用功能的基础上，对钻具进行了合理设计和改进，在钻具壳体上增加了造缝用的喷嘴，该喷嘴原地旋转时可以割缝，钻具退后时可以洗孔，所以说，本实用新型提供了一种随钻水射流造缝钻具，实现完整硬煤层中水平钻进成孔与退钻造缝和洗孔一次完成，简化了钻进工艺，提高了钻进效率。 

2、本实用新型的洗孔功能可消弱钻孔钻进过程中施工和钻井液对孔壁的污染，同时可增加孔壁表层浅表裂隙，消弱钻孔周围的“瓶塞效应”，增大钻孔的有效影响半径和钻孔抽放煤壁暴露面积，改善孔壁煤层透气性，提高煤层气抽放效率。 

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。 

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为图1的A‑A剖面图。 

图3为图1的B‑B剖面图。 

图4为图1中C处的放大图。 

图5为本实用新型在煤层中的工作过程示意图。 

图中：1为煤层，2为钻孔，3为竖向大裂缝，4为上接头，5为壳体，6为心管，7为心轴，8为钻头，9为上外壳，10为中外壳，11为下外壳，12为喷嘴，13为第一弹簧，14为环形凸起，15为连接管，16为压帽，17为第二弹簧，18为溢流阀，19为连接口，20为滤网，21为凸块。