[发明专利]含有一体化钻头的水力增透措施水渣清除装置及使用方法

说明书

本发明属于水力化瓦斯增透技术领域，涉及一种含有一体化钻头的水力增透措施水渣清除装置及使用方法，一体化钻头上包含有切割头、水力冲孔喷嘴、排渣管，配合高压水泵和泥浆泵可实现钻进、水力增透、排水排渣作业；钻进至水力增透措施位置，使用高压水泵，即可通过钻头的水力冲孔喷嘴完成水力增透措施；退钻时，利用泥浆泵产生的负压，可使得钻头中液压卡扣失效，配合排渣管底部的发射装置，使得排渣管连带软管一起从钻头中弹出，与煤渣水充分接触，软管尾部的卡扣沿着钻杆内部的滑槽移动，确保排渣管不与钻头脱离，在退钻过程实现排水排渣，避免了二次进钻，装置结构简单，操作方便。

技术领域

本发明属于水力化瓦斯增透技术领域，尤其涉及一种含有一体化钻头的水力增透措施水渣清除装置及使用方法。

背景技术

水力冲孔、水力造穴、水力割缝等均是可用于强化煤层卸压抽采的水力化措施，凭借采用的系统装置和工艺简单的优势，得到了广泛推广与应用。

但将水力化增透措施用于松软有严重突出危险的自喷煤层，在目前所使用的水力化增透设备条件下，随着水力冲孔等水力化增透措施的不断进行，会形成一定大小的孔穴，改变煤层原有的应力分布，促使应力状态重新分布，集中应力带移动使得孔洞周围地应力降减低，煤层中新裂缝的产生和应力水平的降低打破了瓦斯吸附与解吸的动态平衡，瓦斯解析和排放速度加快，使部分吸附瓦斯转化为游离瓦斯，而游离瓦斯则通过裂隙运移得以排放，大幅度的释放了煤体及围岩中的弹性潜能和瓦斯膨胀能，使煤层瓦斯透气性显著提高，但在应力重新分布的过程中，水力冲击所形成的孔会存在少量塌陷，并且在俯孔作业过程中，易在孔底形成水的沉积，最终煤渣水会堵塞了瓦斯运移的通道，影响了瓦斯抽采的效果。

为了避免瓦斯抽采效果受到堵孔、抱钻、喷孔、顶钻等现象的影响，需要将钻孔中的水渣及时排出，专利号为CN201210173486.X的专利公开了“多级水力冲孔钻”，其在钻杆最前侧安装的射流钻头上设置有至少两个对称射流嘴，用于冲孔时清理钻头周边的煤渣；但是，由于清渣水流和返水速度方向相反，导致喷射距离受到极大限制，且冲孔过程中需要分出一定的水量用于清渣，降低了冲孔的能量;除此之外，若冲孔过程中出现堵孔、抱钻等现象时，钻头向冲孔孔洞中注水，瓦斯受到挤压，压力增大，当增大一定程度的时候，仍会出现喷孔、顶钻等现象；另外，专利号为CN201920462261.3的专利公开了“一种下行钻孔排水装置”，该装置利用高压气体将钻孔内积水通过筛管下面的导水管排出至钻孔外，但该装置需要在完全深入钻孔底部，受制于装置大小，底部存在部分水无法清除，积水达到一定程度时采可发挥作用，专利号为CN201610108044.5的专利公开了“一种抽压混合式瓦斯抽采下向钻孔排水装置”，使用射流泵实现负压抽钻孔积水，避免积水停排反渗，但在使用过程中，利用射流泵结构产生的负压有限，工艺较为复杂，并且，以上装置均是在打孔以及水力化瓦斯增透措施完成后，才可放入钻孔完成排出水渣工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有一体化钻头的水力增透措施水渣清除装置及使用方法，可以避免二次进钻，在退钻的过程中利用负压吸引即可实现对于煤渣水的处理，设备简单，易于操作。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

含有一体化钻头的水力增透措施水渣清除装置，包括水箱，与水箱连接的高压水泵，与高压水泵出口连接的支路一，还包括煤渣水收集箱，与煤渣水收集箱相连的泥浆泵，与泥浆泵出口相连的支路二，所述支路一和支路二与总管道相连接，所述总管道出口与钻机的钻杆相连通，所述钻杆末端设有一体化钻头。

进一步的，所述支路一上设有水压表和阀门一，支路二上设有流量计和阀门二，所述一体化钻头与钻杆之间通过螺纹连接，且一体化钻头尾部设有软管，所述软管末端设有软管卡扣，所述软管卡扣卡设于钻杆上的滑槽内部。