[发明专利]煤层水力扩孔钻具及扩孔工艺

权利要求书

1.一种煤层水力扩孔钻具，包括钻具与钻杆接头，特征在于：钻具外壳内，带有液压泵接管端及齿条的液压泵，齿条与空心驱动齿轮轴承上的驱动齿轮传动连接，空心驱动齿轮轴承穿过厚钢板架上轴孔后，钻具外部用空心驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架限位固定，钻具内部用空心驱动齿轮轴承定位件限位固定于厚钢板架上，厚钢板架上轴孔与空心驱动齿轮轴承滑动轴承连接，液压泵接管端与空心驱动齿轮轴承接管端用高压水管连接，空心驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架带有固定驱动齿轮驱动的喷嘴杆的固定孔，液压泵内设有弹簧拉动齿条，钻具外壳内设齿条限位挡，限制齿条前推位置。

2.根据权利要求1所述的一种煤层水力扩孔钻具，其特征在于：空心被驱动齿轮轴承穿过厚钢板架上轴孔后，钻具外部用空心被驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架限位固定，钻具内部用空心被驱动齿轮轴承定位件限位固定于厚钢板架上，厚钢板架上轴孔与空心被驱动齿轮轴承滑动轴承连接，液压泵接管端与空心被驱动齿轮轴承接管端用高压水管连接，驱动齿轮与被驱动齿轮传动连接 ，空心被驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架带有固定被驱动齿轮驱动的喷嘴杆的固定孔，高压水管与空心驱动齿轮轴承接管端连接用球阀结构件实现，高压水管与空心被驱动齿轮轴承接管端连接用球阀结构件实现。

3.根据权利要求2所述的一种煤层水力扩孔钻具，其特征在于：所述空心驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架带有固定驱动齿轮驱动的喷嘴杆的固定孔为螺孔，空心被驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架带有固定被驱动齿轮驱动的喷嘴杆的固定孔为螺孔，驱动齿轮驱动的喷嘴杆长度可选定，被驱动齿轮驱动的喷嘴杆长度可选定，空心驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架带有固定驱动齿轮驱动的喷嘴杆的固定孔位置高于空心被驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架。

4.根据权利要求3所述的一种煤层水力扩孔钻具，其特征在于：所述驱动齿轮与被驱动齿轮齿数模数相同，且相互咬合，同次扩孔时，驱动齿轮驱动的喷嘴杆与被驱动齿轮驱动的喷嘴杆长度与半径均相同。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种煤层水力扩孔钻具，其特征在于：所述驱动齿轮驱动的喷嘴杆和被驱动齿轮驱动的喷嘴杆为金属或橡胶软质材料。

6.根据权利要求1所述的一种煤层水力扩孔钻具，特征在于：所述驱动齿轮驱动的喷嘴杆为金属或橡胶软质材料。

7.一种煤层水力扩孔钻具的扩孔工艺，包括在煤层中打一钻孔后，使用由高压水泵连接钻机前端带有常规喷嘴的常规水力扩孔钻具的钻机，用常规水力扩孔钻具水射流常规扩孔，拔出钻杆，将常规水力扩孔钻具卸下，特征在于：将钻杆通过钻具与钻杆接头接上煤层水力扩孔钻具，将选定长度的驱动齿轮驱动的喷嘴杆固定于空心驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架上，①将带有煤层水力扩孔钻具的钻杆插入孔底，注入高压水，液压泵工作推动齿条向前带动驱动齿轮逆时针转动，使与煤层水力扩孔钻具平行的驱动齿轮驱动的喷嘴杆逆时针旋转90度，齿条触及齿条限位挡，同时液压泵接管端向空心驱动齿轮轴承内注入高压水，并从驱动齿轮驱动的喷嘴杆的喷嘴喷出，旋转钻杆从孔底逐渐拔出实现扩孔段扩孔，扩孔段扩孔完成后，停钻卸掉高压水，在弹簧作用下，齿条后退，驱动齿轮顺时针转动使驱动齿轮驱动的喷嘴杆回到与煤层水力扩孔钻具平行的初始位置，拔出钻杆，完成一次扩孔，②将驱动齿轮驱动的喷嘴杆从空心驱动齿轮轴承上喷嘴固定支架上卸下，换上更长的驱动齿轮驱动的喷嘴杆，重复①完成再一次扩孔。

8.根据权利要求7所述的一种煤层水力扩孔钻具的扩孔工艺，其特征在于：重复②完成不同次数的扩孔。

9.根据权利要求7或8所述的一种煤层水力扩孔钻具的扩孔工艺，其特征在于：扩孔完成拔出钻杆，当液压泵中的弹簧弹力不够时，钻杆照样拔出由驱动齿轮带动齿条归位。