[发明专利]一种煤矿井下定向钻分支孔钻进装置及钻进方法

权利要求书

1.一种煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，采用煤矿井下定向钻分支孔钻进装置进行钻进，所述煤矿井下定向钻分支孔钻进装置包括外层套管导向钻具(1)、中心定向钻具(2)、驱动外层套管导向钻具(1)和中心定向钻具(2)动作的钻进设备(3)；

所述的外层套管导向钻具(1)包括用于导向的套管导向钻头(11)、内设置造斜通孔(121)的斜向器(12)、用于测量斜向器的造斜通孔(121)朝向的定向装置(13)以及套管(14)；

所述的套管(14)、斜向器(12)、定向装置(13)、套管导向钻头(11)依次连接，套管(14)内的套管通孔(141)与所述的造斜通孔(121)同轴；

所述的中心定向钻具(2)能在套管通孔(141)和造斜通孔(121)中移动；

所述钻进方法具体包括：

步骤1，定向主孔段施工完成后洗孔；对外层套管导向钻具(1)的定向装置(13)进行参数校正，回转外层套管导向钻具(1)使斜向器(12)的造斜通孔(121)方向向上，并标定此时定向装置(13)的测定角度为0°；

步骤2，通过钻进设备(3)将外层套管导向钻具(1)下钻至主孔(5)中开分支的预定位置，通过定向装置(13)测定斜向器(12)朝向数据，若该朝向数据与预先设计的分支孔(4)钻进方向数据一致，进行步骤3；若不一致，通过钻进设备(3)转动套管(14)，使斜向器(12)的朝向数据与预先设计的分支孔(4)钻进方向数据一致后再进行步骤3；

步骤3，通过钻进设备(3)将套管(14)夹紧抱死；

步骤4，通过钻进设备(3)将中心定向钻具(2)沿着套管通孔(141)和斜向器上的造斜通孔(121)下入钻孔内，调整中心定向钻具(2)的钻头朝向使其与斜向器(12)的朝向一致，开始定向钻进，待分支孔(4)钻进至设计深度或穿过目标地层后，停止钻进；

步骤5，完成一个分支孔(4)施工后，将中心定向钻具(2)提钻至外层套管导向钻具(1)内，然后同时带动外层套管导向钻具(1)和中心定向钻具(2)至下一个分支点位置，重复步骤2～步骤4，进行下一个分支钻进施工，直到完成所有分支孔施工，最后退钻终孔。

2.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，若中心定向钻具(2)为螺杆定向钻具组合，所述的步骤4中，将螺杆定向钻具组合下入孔内，调整定向钻头朝向使其与斜向器(12)的朝向一致，通水开始定向钻进，根据随钻测量系统测定的轨迹参数对分支孔轨迹进行调整，待分支孔钻进至设计深度或穿过目标地层后，停止钻进。

3.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，若中心定向钻具(2)为挠性定向钻具组合，所述的步骤4中，将挠性定向钻具组合下入孔底后，通水慢慢回转给进，待钻进0.5～1m后，逐步增加回转转速、给进压力，开始正常钻进，待分支孔钻进至设计深度或穿过目标地层后，停止钻进。

4.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，所述的定向装置(13)包括定向仪(131)、电池筒(132)和绝缘短节(133)，所述的电池筒(132)、绝缘短节(133)、定向仪(131)依次连接，所述的绝缘短节(133)内设置有发射信号的天线。

5.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，所述的钻进设备(3)为双动力头结构，外侧动力头带动外层套管导向钻具(1)起下钻、回转、固定，内侧动力头带动中心定向钻具(2)的定向或回转钻进。

6.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，所述的中心定向钻具(2)为螺杆定向钻具组合或挠性定向钻具组合。

7.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻分支孔钻进方法，其特征在于，所述的套管导向钻头(11)包括圆台体和设置在圆台体周围的合金切削齿。