[发明专利]大直径长钻孔下套管装置和方法

说明书

本发明公开了一种大直径长钻孔下套管装置和方法，涉及煤矿瓦斯治理技术领域，包括引导头、套管，所述引导头固定连接在所述套管的前端，所述套管的前端伸入钻孔内；所述引导头包括钻进部、连接部，所述钻进部的后端与所述连接部的前端固定连接，所述连接部的后端与所述套管的前端固定连接；所述钻进部包括第一钻进段、凸起结构；所述第一钻进段的外表面固定连接有多个凸起结构。本发明的优点在于：通过设置引导头能够引导套管在钻孔中前进，凸起结构提高了引导头的钻进能力，解决了现有的下套管装置在长钻孔中下不到位的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯治理技术领域，尤其涉及一种大直径长钻孔下套管装置和方法。

背景技术

瓦斯是煤的伴生气体，在煤体或围岩中是以游离状态和吸附状态存在的，瓦斯灾害严重威胁煤矿安全生产。目前治理瓦斯需要施工大量的瓦斯治理巷道、钻孔，瓦斯治理成本高。近年来，相关矿井创新钻孔施工技术与工艺，采用定向钻机施工大直径长钻孔，达到“以孔代巷”的目的，减少瓦斯治理工程，降低瓦斯治理成本。

大直径长钻孔“以孔代巷”技术应用过程中必须解决钻孔受采煤工作面采动应力影响造成的钻孔垮冒、堵塞、失效的问题，解决方案是下护孔套管。专利CN210598845U公开了一种用于大倾角、大直径钻孔的护孔套管，包括若干节钢管，两节钢管的端部通过螺栓螺帽进行紧固连接。现有的下套管工艺存在的主要问题有：一是下套管装置在长钻孔中下不到位；二是大直径长钻孔压力大，护孔套管易折断、压瘪，造成钻孔失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：现有下套管装置在长钻孔中下不到位。

本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：大直径长钻孔下套管装置，包括引导头(2)、套管(3)，所述引导头(2)固定连接在所述套管(3)的前端，所述套管(3)的前端伸入钻孔(1)内；所述引导头(2)包括钻进部、连接部，所述钻进部的后端与所述连接部的前端固定连接，所述连接部的后端与所述套管(3)的前端固定连接；所述钻进部包括第一钻进段(21)、凸起结构(23)；所述第一钻进段(21)的外表面固定连接有多个凸起结构(23)。通过设置引导头能够引导套管在钻孔中前进，凸起结构提高了引导头的钻进能力，解决了现有的下套管装置在长钻孔中下不到位的问题。

作为优化的技术方案，所述第一钻进段(21)为圆锥体，所述第一钻进段(21)的尖头位于前端。第一钻进段的形状使引导头的钻进能力较高。

作为优化的技术方案，所述第一钻进段(21)的底面直径比钻孔(1)的孔径小10～15mm；所述钻进部还包括第二钻进段(22)，所述第二钻进段(22)为圆柱体，所述第二钻进段(22)的底面直径等于所述第一钻进段(21)的底面直径，所述第二钻进段(22)与所述第一钻进段(21)同轴设置并固定连接在所述第一钻进段(21)的后端。第二钻进段的圆柱体直径略小于钻孔直径，能够提高了引导头的钻进能力。

作为优化的技术方案，所述连接部还包括第一连接段(24)、第二连接段(25)；所述第一连接段(24)为圆台，所述第一连接段(24)的前端底面直径等于所述第二钻进段(22)的底面直径，所述第一连接段(24)的后端底面直径小于其前端底面直径，所述第一连接段(24)与所述第二钻进段(22)同轴设置并固定连接在所述第二钻进段(22)的后端；所述第二连接段(25)为圆柱体管状，所述第二连接段(25)的底面直径等于所述第一连接段(24)的后端底面直径，所述第二连接段(25)与所述第一连接段(24)同轴设置并固定连接在所述第一连接段(24)的后端，所述第二连接段(25)的外壁上设有外螺纹；所述套管(3)的前端设有内螺纹，所述第二连接段(25)与所述套管(3)通过螺纹配合固定连接。第一连接段作为钻进部与第二连接段之间的过渡，方便第二连接段的直径与套管的直径匹配，套管的外径能够安装在钻机夹持器上用钻机推进，同时与钻孔孔径相匹配；引导头与套管之间通过螺纹连接，连接牢固，方便拆装。