[发明专利]一种定向水力掏煤装置及方法

权利要求书

1.一种定向水力掏煤装置，其特征在于：包括用于实现长距离精确钻孔以及掏煤的定向钻机（1）、普通高压密封钻杆（2）、上无磁高压密封钻杆（3）、高压密封探管（4）、下无磁高压密封钻杆（5）、流量水刀（6）和钻头（7）；

所述定向钻机（1）的输出端、普通高压密封钻杆（2）、上无磁高压密封钻杆（3）、高压密封探管（4）、下无磁高压密封钻杆（5）、流量水刀（6）和钻头（7）依次首尾相连；

流量水刀（6）包括设于前端的空心的水刀头（6.1）和设于尾端的空心的水刀尾（6.2），水刀头（6.1）和水刀尾（6.2）可拆卸连接，流量水刀（6）上沿其径向设有贯穿其壁厚的切割小孔（6.5），水刀头（6.1）与钻头（7）连接，低压水进入水刀尾（6.2），然后从水刀头（6.1）流出，最后再进入钻头实现定向钻孔作业；高压水进入流至水刀尾（6.2），然后从流量水刀（6）的切割小孔（6.5）喷出，从而实现定向水力掏煤作业。

2.根据权利要求1所述的一种定向水力掏煤装置，其特征在于：所述流量水刀（6）还包括用于实现定向钻孔与定向水力掏煤切换的移动堵塞构件，移动堵塞构件包括切割小孔挡圈（6.3）、柱塞（6.4）、弹簧（6.8）、弹簧座（6.6）和套筒（6.7），弹簧座（6.6）为空心柱状结构，弹簧座（6.6）包括大头端和小头端，大头端连接于流量水刀（6）的水刀头（6.1）内，弹簧（6.8）的前端套设在小头端并且与大头端固定连接，弹簧（6.8）的尾端与套筒（6.7）的前端固定连接，套筒（6.7）尾部的外壁套设有环形结构的切割小孔挡圈（6.3）；套筒（6.7）内固定有柱塞（6.4），柱塞（6.4）的一部分位于弹簧（6.8）内，柱塞（6.4）包括楔形的尾部（6.4.1）、圆柱状的头部（6.4.2）和同于连接尾部（6.4.1）与头部（6.4.2）的锥形的连接部（6.4.3），套筒（6.7）随弹簧（6.8）的伸缩带动切割小孔挡圈（6.3）与柱塞（6.4）随之同步移动，从而实现定向钻孔与定向水力掏煤的切换。

3.根据权利要求2所述的一种定向水力掏煤装置，其特征在于：所述流量水刀（6）的弹簧座（6.6）的大头端设有外螺纹，水刀头（6.1）靠近前端的位置设有内螺纹，外螺纹与内螺纹螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种定向水力掏煤装置，其特征在于：所述流量水刀（6）的弹簧座（6.6）的大头端与水刀头（6.1）通过弹簧座固定销（6.10）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种定向水力掏煤装置，其特征在于：所述套筒（6.7）的外部设有一圈凹槽，切割小孔挡圈（6.3）固定连接于凹槽内。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种定向水力掏煤装置，其特征在于：所述流量水刀（6）的水刀头（6.1）和水刀尾（6.2）通过螺纹可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的一种定向水力掏煤装置，其特征在于：所述流量水刀（6）的水刀头（6.1）和水刀尾（6.2）通过防脱扣固定销（6.9）固定连接。

8.一种定向水力掏煤方法，其特征在于：步骤如下：

S1，定向钻孔作业；定向钻机（1）进行精确定位，低压水进入流量水刀（6）的水刀尾（6.2）后从水刀头（6.1）流出，然后进入钻头（7）进行定向钻孔作业，直至施工至煤层顶、底板软分层时停止定向钻孔作业；

S2,定向水力掏煤作业；定向钻机（1）进行精确定位，高压水进入流量水刀（6）的水刀尾（6.2）后从切割小孔（6.5）喷出，喷出的高压水对煤层顶、底部软分层进行水力掏煤，并且定向钻机为水力掏煤提供定向功能，实现定向水力掏煤作业，边退钻杆边进行冲孔，退至硬煤区定向水力掏煤作业。