[发明专利]一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置及其工作方法，包括连接在一起的钻头和钻杆，钻杆的表面设有至少一组括径槽，括径槽内放置有括径体，括径体的下方固连有位于管状结构内部的伸缩体，伸缩体固定在括径槽的底部，伸缩体杆体的内部设有位于中心的注气管，注气管的侧面连接有环形均布的分支管，分支管连接到括径槽的底部，该钻进装置的括径槽内设置括径体，括径体能够通过注气管向括径槽内伸缩体中注入气体使括径体伸出，从而能够扩大钻孔半径，伸缩体内气体排出时，括径体在外部压力及伸缩体的恢复弹力作用下能够退回到括径槽内，采用该工作方法可以对抽采钻孔内的瓦斯进行均匀抽采，消除抽采盲区，全面降低抽采区域的瓦斯含量。

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯抽采钻孔的技术领域，特别涉及一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置及其工作方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，煤层地应力、瓦斯含量增大，导致煤与瓦斯突出的潜在危险性变大，必须加强煤层瓦斯的治理。尤其是随着国家对安全生产要求的提高，加强瓦斯治理变得更加迫切。

目前，瓦斯治理方法有很多，归纳起来主要包括地面瓦斯抽采和井下瓦斯抽采。其中井下瓦斯抽采方法，由于具有抽采理论完善、抽采技术成熟、抽采效果好等优点，成为目前应用最为广泛的瓦斯治理方法。这种方法主要是在煤层施工钻孔，通过降低煤层压力，使煤层瓦斯发生解吸，然后在压差的作用，通过煤层的孔裂隙运移、产出，最终由抽采管路排出。

井下瓦斯抽采可以从根本上降低煤层瓦斯含量，减少瓦斯事故的发生。但是，由于采掘活动的影响、地质构造的作用，导致煤层不同区域渗透性分布不同。尤其对于顺层钻孔，由于受巷道布置的影响，随着与孔口距离的增加，煤层应力分布由外向内依次经历了卸压区、应力集中区、原岩应力区等，导致原本就分布不均匀的渗透性，变得更加不均匀。

为此，采用现有常规瓦斯钻进技术，在同一孔径下进行抽采，就可能会导致钻孔内部不同深度区域，抽采效率不同，进而导致钻孔内部存在抽采盲区、抽采时间过长、抽采效果误判等不足，对煤矿的安全、高效生产造成极大的威胁。为此，迫切需要一种装置或方法能够随着钻孔深度不同而实现钻孔孔径的改变，这样就可以对抽采钻孔内的瓦斯进行均匀抽采，全面降低抽采区域的瓦斯含量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置及其工作方法。

本发明的技术方案是：一种瓦斯抽采孔半径随钻可调型钻进装置，包括连接在一起的钻头和钻杆，所述钻头的一端设有环形均布的钻齿、另一端为螺纹连接管，所述钻头的中部为锥形体且表面设有括径齿，所述钻杆为空心管结构，所述钻头的中心设有与所述钻杆连通的出水孔，所述钻杆的一端设有内螺纹Ⅰ、另一端设有螺纹管口Ⅰ，所述螺纹连接管与钻杆的内螺纹Ⅰ配合，所述钻杆的表面设有至少一组环形布置且内凹的括径槽，所述括径槽内放置有括径体，所述括径槽的槽口设有槽口挡板，所述括径体上端为斜面且设有括径齿，所述括径体的下方为管状结构且端部设有括径挡板，所述括径体的下方固连有位于管状结构内部的伸缩体，所述伸缩体固定在所述括径槽的底部，所述伸缩体所述杆体的内部设有位于中心的注气管，所述注气管的侧面连接有环形均布的分支管，所述分支管连接到所述括径槽的底部。