[实用新型]一种井下防喷孔保压钻孔设备

说明书

本实用新型公开了一种井下防喷孔保压钻孔设备，包括钻机和与钻机配合且伸入至煤岩层的钻杆机构，钻杆机构伸出煤岩层的一端外套设有防护管，防护管包括与钻孔的封孔段连接的高压导流管和设置在高压导流管远离封孔段一端用于减小钻杆摩擦和密封钻杆的套管，钻杆机构与钻孔内壁之间形成与高压导流管连通的钻孔间隙，高压导流管上连接有与钻井液保压回液机构连通的高压回流管。本实用新型设计新颖，利用钻井液保压回液机构平衡钻孔内外的压力，并利用高压回流管向钻井液保压回液机构输送钻孔间隙回流的气液固混合物，通过独立钻杆连接多节连接钻杆组成钻杆，实现钻孔保压，防止钻井液喷孔。

技术领域

本实用新型属于井下防喷孔保压钻孔技术领域，具体涉及一种井下防喷孔保压钻孔设备。

背景技术

在对煤矿井下高瓦斯含量、高瓦斯压力的煤岩层进行打钻时，随着钻孔的煤体揭露，钻孔的孔壁煤岩体应力重新分布，钻孔内压力较低，煤岩层中的高压瓦斯等气流入钻孔内，煤体在瓦斯压力、地应力和钻孔扰动应力共同作用下容易喷孔，甚至诱导突出，喷出的煤炭随水流导致浪费资源、影响作业环境，同时喷孔形成钻孔的空洞较大，影响钻孔的成型和稳定性，对后期采取压裂等方法改造煤岩体裂隙不利，从而不利于瓦斯抽采；因不可控的喷孔诱导喷出的气、煤、钻井液、钻屑混合物影响作业安全，大量的瓦斯等气体涌出容易引起瓦斯超限，易导致瓦斯窒息、瓦斯爆炸等事故。在煤矿井下采用钻机钻孔时，现有的钻杆无法配合钻井液平衡钻孔内压力，退钻时，之前注入的钻井液会喷孔，喷孔改变煤岩体整体性，增加采掘顶板管理难度，从而影响安全生产。在软弱岩中进行钻进时，在地应力和钻孔扰动应力共同作用下容易引起钻孔坍塌，影响钻孔的稳定性和成型。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种井下防喷孔保压钻孔设备，其设计新颖合理，利用钻井液保压回液机构平衡钻孔内外的压力，并利用高压回流管向钻井液保压回液机构输送钻孔间隙回流的气液固混合物，通过独立钻杆连接多节连接钻杆组成钻杆，实现钻孔保压，防止钻井液喷孔，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种井下防喷孔保压钻孔设备，其特征在于：包括钻机和与所述钻机配合且伸入至煤岩层的钻杆机构，所述钻杆机构伸出煤岩层的一端外套设有防护管，所述防护管包括与钻孔的封孔段连接的高压导流管和设置在高压导流管远离封孔段一端用于保护钻机的套管，钻头的直径小于高压导流管的内径，所述钻杆机构与钻孔内壁之间形成与高压导流管连通的钻孔间隙，高压导流管上连接有与钻井液保压回液机构连通的高压回流管，所述钻井液保压回液机构包括保压回液容器、设置在所述保压回液容器内的保压活塞和设置在所述保压回液容器旁侧且与所述保压回液容器连通的积液池，所述保压回液容器位于保压活塞下侧的空间为储液腔，所述保压回液容器位于保压活塞上侧的空间为保压液腔，所述保压回液容器的底部设置有排液进液管，所述排液进液管上安装有排液进液控制阀，所述保压回液容器的顶部设置有第一高压排气管、安全卸压阀和保压进液管，所述保压进液管上安装有单向阀，保压活塞上开设有高压回气孔，高压回气孔通过第二高压排气管与第一高压排气管连通，所述第一高压排气管上安装有排气阀，深度指示杆伸入至所述保压回液容器内与保压活塞连接，所述深度指示杆的顶部安装有压力表；

所述钻杆机构包括独立钻杆、安装在独立钻杆前侧的钻头和安装在独立钻杆后侧的连接钻杆组件，所述连接钻杆组件包括N个依次连接的连接钻杆，其中，N为正整数。

上述的一种井下防喷孔保压钻孔设备，其特征在于：所述独立钻杆包括中空结构的杆体以及设置在杆体内的弹簧挡台和保压球挡台，弹簧挡台和保压球挡台之间的空间形成通液腔，所述通液腔内设置有保压弹簧和与保压弹簧配合的保压球，弹簧挡台上开设有与通液腔连通的弹簧挡台通水孔，保压球挡台上开设有与通液腔连通的保压球挡台通水孔，弹簧挡台设置在杆体中靠近钻头的一侧，钻头通过杆头与杆体连接，杆体远离钻头的一端设置有与保压球挡台通水孔连通的连接孔。