[发明专利]一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置及方法

权利要求书

1.一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置，包括钻头、钻杆以及钻机，其特征在于：还包括设置在钻杆之间的依次连接的高低压转换装置以及膨胀式封隔器，高低压转换装置与膨胀式封隔器内设置有中心管，高低压转换装置在与远离钻机端的钻杆连通的一端设置有同中心管导通的出口；

所述中心管靠近高低压转换装置的一端通过弹性阀门组件将高低压转换装置分隔为内管路与外管路，中心管的另一端与钻机端的钻杆连通。

2.根据权利要求1所述的一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置，其特征在于：所述出口的直径小于中心管直径。

3.根据权利要求1所述的一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置，其特征在于：所述钻杆为耐高压密封钻杆。

4.根据权利要求1所述的一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置，其特征在于：所述中心管通过高低压转换装置与钻机端的钻杆导通，该钻机端的钻杆末端设置有转换接头，该转换接头通过高压胶管连接有注水泵。

5.根据权利要求1所述的一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置，其特征在于：所述弹性阀门组件包括弹簧以及滑套环。

6.一种顺煤层钻孔钻进注水一体化方法，应用如权利要求1～5任一所述的一种顺煤层钻孔钻进注水一体化装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设计顺煤层钻孔施工参数、膨胀式封隔器距孔口距离、注水量、注水压力；

步骤2，先将高低压转换装置连接钻杆，再将膨胀式封隔器连接高低压转换装置，根据施工参数使用煤矿井下小于3MPa的低压水进行顺煤层钻孔施工，施工到深度为X时停止钻进，此时水仅从中心管流出，膨胀式封隔器不发生膨胀；

X的计算公式如下：

X＝L-m-n-p

上式中，L为顺煤层钻孔设计长度，m为膨胀式封隔器距孔口距离，n为膨胀式封隔器长度，p为高低压转换装置长度；

步骤3，继续连接钻杆施工至顺煤层钻孔设计长度后停止钻进，使钻机动力头处于抱死钻杆状态并停机；

步骤4，从钻杆上拆下顺煤层钻孔施工排渣所用的旋转水尾，将钻杆与注水泵连通；

步骤5，开启注水泵并升高水压力至3MPa以上，一部分高压水使弹性阀门组件打开，使水进入外管路并流向膨胀式封隔器内，使膨胀式封隔器膨胀，从而封孔；

步骤6，待膨胀式封隔器膨胀之后将水压调整至设计注水压力，达到设计注水量时缓慢降低注水压力使膨胀式封隔器泄压，后关闭注水泵停止注水并退出钻杆、膨胀式封隔器、高低压转换装置。

7.根据权利要求6所述的一种顺煤层钻孔钻进注水一体化方法，其特征在于：步骤6中设计注水压力大于3MPa。