[发明专利]一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术

说明书

本发明内容主要提供了一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其主要用于其主要用于矿山安全防护领域，具体的说用于井巷瓦斯抽放、矿压治理等方面在进行钻孔实施时因钻温过高而造成的井下安全事故的治理防护，通过孔内钻具的温度识别系统对钻具切削温度进行实时监测，同时钻具内设置有高温闭锁系统，当孔内钻具温度过高时在钻孔内产生高温，利用高温具有的特性在孔内实现闭锁，当钻具在孔内进行闭锁后干式风排钻进方式的便会将风在钻具内及前端钻孔内进行封闭，由于钻具封闭及钻机端供风器的持续供风，使钻孔封闭段及钻具内的风压迅速增高，当达到设定值后便会促使打开卸压机构，当卸压机构打开时说明孔内温度超过预定温度值，需进行降温处理。

技术领域

本发明主要涉及一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，其主要用于矿山安全防护领域，具体的说用于井巷瓦斯抽放、矿压治理等方面在进行钻孔实施时因钻温过高而造成的井下安全事故的治理防护。

背景技术

钻孔事故灾害是矿难事故的主要灾害之一，在每年的矿山灾害事故中占有一定的比例，在此所描述的钻孔灾害事故主要是指在进行井下钻孔施工时由于非机械事故造成的孔内灾害事故，其中诱因以钻探为主的主要体现在在进行钻孔时所造成的孔内温度过高，在高瓦斯赋存的煤层中常伴有极松软煤层，为突破松软煤层钻孔成型难的特性，我国在早期便进行了钻具的研发改进和钻孔工艺的优化升级，突出的钻进方式便是采用多棱体钻具方式实施钻孔，采用风排作为排渣介质进行整套钻孔工艺的改进使用，在经过多年的实践应用取得了显著的应用效果，并在全国进行普及，使用多棱体钻具进行钻孔可有效腻抹钻孔孔壁达到护孔的目的，为突显这一优势需采用风作为排渣介质用以代替水钻的工艺，在进行风钻排渣的时候由于风的冷却性能低于水，所以在钻孔做成中容易造成孔内钻具高温，一旦温度超过瓦斯临界极限便会造成孔内钻孔事故，甚至危及生命安全，目前针对国内而言，对于钻温的控制仍存在较大漏洞。

发明内容

本发明内容提供的是一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术，主要涉及的是在钻温过高时对于孔内钻具的自动闭锁系统，通过利用风压压差传导识别技术结合液压钻机机械控制手段，实现对钻机的负载控制和孔内高温预警的快速治理；通过利用孔内钻具的温度识别系统对孔内钻具温度进行实时检测；通过利用钻具的反馈发生控制系统对钻具进行整体抱死控制，防止灾害事故的发生。

通过孔内钻具的温度识别系统对钻具切削温度进行实时监测，同时钻具内设置有高温闭锁系统，当孔内钻具温度过高时在钻孔内产生高温，利用高温具有的特性在孔内实现闭锁，当钻具在孔内进行闭锁后干式风排钻进方式的便会将风在钻具内及前端钻孔内进行封闭，由于钻具封闭及钻机端供风器的持续供风，使钻孔封闭段及钻具内的风压迅速增高，当达到设定值后便会促使打开卸压机构，当卸压机构打开时说明孔内温度超过预定温度值，需进行降温处理。

液压钻机机械控制系统为在液压钻机内植入机械控制手段或电控控制手段对钻机的负载进行采集并对钻机采取控制，其中机械控制手段是采用过载回流控制阀，当负载过大时利用阀芯的转换实现钻机的控制，负载消除后阀芯归零，钻机恢复工作状态；电控控制手段为利用电液控制器对负载产生过载保护后切断钻机电源，实现钻机的整体暂停，当负载消除后消除对钻机的控制使钻机恢复运作。

所述的孔内钻具的温度识别系统是在钻具内安装温控系统，通过在钻具前端或钻具切削部位设置有温度采集装置，在钻具的钻杆内部设置信号传递装置，当每根钻杆进行连接后可将温度采集装置采集到的信号传递至全方位电控系统内并作实时显示。

所述的钻具的反馈发生控制系统是在钻具中的钻杆位置增加孔内闭锁控制装置，孔内闭锁控制装置可为化学反应控制或机械式温度反馈控制，其目的是当温度达到临界值后孔内的钻具系统实现对钻孔的整体闭锁。

一种用于钻探孔内高温灾害控制的安全防护技术在应用时当钻具高温闭锁后钻具冷却系统进行切换，将风排钻进方式转换为风水联动雾化对前端钻具进行冷却降温，防止单一用水降温对钻孔孔壁造成破坏，甚至形成塌孔，采用风水联动雾化可将水进行喷淋分散，形成雾化微粒，更加便于输出从而达到快速降温的目的。