[发明专利]一种下向瓦斯抽采钻孔螺旋式排水装置及方法

说明书

本发明提供了一种下向瓦斯抽采钻孔螺旋式排水装置及方法，涉及瓦斯抽采技术领域，包括旋转构件、防爆动力装置、连接构件和集水箱,旋转构件包括多个分段，每个分段包括外管和内螺旋管，防爆动力装置带动内螺旋管转动，内螺旋管内设置有螺旋钻杆结构，内螺旋管与外管之间设置有深沟球轴承，内螺旋管在外管内旋转；连接构件包括套管和内螺母，旋转构件的分段之间外管通过连接套管螺纹连接，内螺旋管通过内螺母相连，集水箱和钻孔孔口位置的外管端相连，集水箱上设置排水口进行排水，以及利用该装置进行瓦斯抽采钻孔排水的方法。该装置及方法解决了下向长度较大的瓦斯抽采钻孔排水困难的技术问题，另外还具有操作方便，排水效果好等优点。

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采技术领域，尤其是一种用于长度较大的下向瓦斯抽采钻孔，进行螺旋式排水的装置，以及利用该装置进行下向瓦斯抽采钻孔排水的方法。

背景技术

随着煤层开采深度增加，煤层瓦斯压力及含量逐渐增大，瓦斯灾害愈发严重，威胁着矿井的安全高效发展；同时瓦斯作为一种清洁资源，工业化产出意义重大，为了实现高效节能减排。围绕井下瓦斯灾害，矿井制定了“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字瓦斯治理方针；目前，煤与瓦斯突出及高瓦斯矿井均在井下实施了煤层瓦斯抽采。但下向瓦斯抽采钻孔施工过程中，因水力排渣工艺或含水层的存在，使得孔内常积存大量水体，封堵了瓦斯运移通道，增加了抽采阻力，导致瓦斯抽采效果不佳。目前，针对下向瓦斯抽采钻孔积水问题，通常采用压风排水措施，但该措施排水深度有限，无法实现深孔排水。为了实现下行瓦斯抽采钻孔的长距离排水，需要对现有的瓦斯抽采钻孔排水装置及排水方法做进一步的改进。

发明内容

为了解决下向瓦斯抽采钻孔长距离排水困难的技术问题，改善排水效果和简化排水施工步骤，本发明提供了一种下向瓦斯抽采钻孔螺旋式排水装置及方法，具体技术方案如下：

一种下向瓦斯抽采钻孔螺旋式排水装置，包括旋转构件、防爆动力装置、连接构件和集水箱；旋转构件包括多个分段，每个分段包括外管和内螺旋管，内螺旋管内设置有螺旋钻杆结构，内螺旋管与外管之间设置有深沟球轴承，内螺旋管在外管内旋转；防爆动力装置带动内螺旋管转动；连接构件包括套管和内螺母，旋转构件的分段之间外管通过连接套管螺纹连接，内螺旋管通过内螺母相连，集水箱和钻孔孔口位置的外管端部相连。

优选的是，防爆动力装置和钻杆接头相连，钻杆接头与孔口段的内螺旋管轴线上的螺旋钻杆通过热粘合连接固定。

优选的是，内螺旋管具体为管状结构，内部设置有螺旋钻杆结构，螺旋钻杆结构的螺纹片和内螺旋管的内管壁固定。

进一步优选的是，螺旋钻杆设置在内螺旋管的轴线上；所述内螺旋管各个分段的两端均设置有外螺纹。

进一步优选的是，螺旋钻杆的两端分别设置有凹槽和凸起，各个分段的螺旋钻杆通过凹槽和凸起插接配合安装。

进一步优选的是，凹槽和凸起单向配合，所述凸起和凹槽的截面形状沿单一方向正向相对，各段间螺旋钻杆结构的螺纹片连续。

还优选的是，集水箱上部开口穿过钻杆接头，集水箱下部与外管通过螺栓连接，集水箱的底部边缘设置有排水口，排水口上连接有排水管将水排出。

还优选的是，旋转构件的孔底段的外管端部设置有滤网；所述防爆动力装置包括防爆电机，防爆动力装置通过支架固定。

一种下向瓦斯抽采钻孔螺旋式排水方法，利用上述的一种下向瓦斯抽采钻孔螺旋式排水装置，步骤包括：

步骤A.连接旋转构件的各个分段，连接构件连接后，向瓦斯抽采钻孔内逐段放入；

步骤B.孔口位置设置集水箱，并连接防爆动力装置；

步骤C.防爆动力装置带动内螺旋管高速旋转，孔底水在离心力作用下进入集水箱；

步骤D.完成排水后分段拆卸。