[发明专利]煤层气开采钻头及其开采方法和具有开采钻头的开采系统

权利要求书

1.一种煤层气开采钻头，包括依次连接的高压泵站（10）、水辫（20）、定向钻杆（30）、转向器（40）和水钻钻头（50），所述水钻钻头（50）包括：

水钻本体（51），其内部具有沿着其延伸方向开设的第一通道（52），所述第一通道（52）具有第一端（521）和第二端（522），所述第一端（521）通过高压泵站（10）与外部水源相连通，所述第二端（522）延伸至水钻本体（51）的端头处；

其特征在于，还包括：

开设于所述水钻本体（51）内部且沿着其延伸方向延伸的多个第二通道（53），每个所述第二通道（53）具有第三端（531）和第四端（532），所述第三端（531）通过高压泵站（10）与液氮源或热水源相连通，所述第四端（532）由所述水钻本体（51）的外周壁穿出；

其中，所述水钻钻头（50）还包括：

第一通断阀（54），安装在所述第一通道（52）内，配置为外部水源在所述第一端（521）朝向所述第二端（522）方向上的通断；

第二通断阀（55），安装在第二通道（53）内，配置为液氮或者热水在所述第三端（531）朝向所述第四端（532）方向上的通断；

控制器（56），所述控制器（56）与所述第一通断阀（54）、所述第二通断阀（55）分别耦接，用于控制所述第一通断阀（54）和所述第二通断阀（55）独立或者同步导通；

温度传感器（57），所述温度传感器（57）安装在水钻本体（51）的外壁上，且与所述控制器（56）相耦接，用于检测煤层（200）的温度信息并传输至所述控制器（56），并由所述控制器（56）控制所述第一通断阀（54）、所述第二通断阀（55）执行相应的动作指令；

所述动作指令包括：

当水钻钻头（50）在煤层（200）中钻取指定的深度时，由控制器（56）控制与热水源相连通的第二通道（53）内的第二通断阀（55）导通；

当所述温度传感器（57）实时检测周围煤层（200）的温度信息并在温度信息上升到第一阈值温度时，所述控制器（56）控制与热水源相连通的第二通道（53）内的第二通断阀（55）关闭；

所述控制器（56）控制转向器（40）带动所述水钻钻头（50）转动使得与液氮源相连通的第二通道（53）与该煤层（200）位置对应，并控制与液氮源相连通的第二通道（53）内的第二通断阀（55）导通；

当所述温度传感器（57）检测周围煤层（200）的温度信息并在温度信息下降到第二阈值温度时，所述控制器（56）控制与液氮源相连通的第二通道（53）内的第二通断阀（55）关闭。

2.根据权利要求1所述的煤层气开采钻头，其特征在于，

所述第二通道（53）包括四个且沿着所述水钻本体（51）的周向方向等间隔设置；其中，多个所述第二通道（53）沿着周向方向依次交替与热水源或液氮源相连通。

3.根据权利要求1所述的煤层气开采钻头，其特征在于，

所述第一通道（52）、所述第二通道（53）的内壁上均具有隔热层（58）。

4.根据权利要求1所述的煤层气开采钻头，其特征在于，

所述第二通道（53）的第四端（532）由所述水钻本体（51）的外周壁穿出的方向垂直于水钻本体（51）的延伸方向。