[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

说明书

本发明公开了一种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，开采钻头包括依次连接的高压泵站、水辫、定向钻杆、转向器和水钻钻头，所述水钻钻头包括：水钻本体，其内部具有沿着其延伸方向开设的第一通道，所述第一通道具有第一端和第二端，所述第一端通过高压泵站与外部水源相连通，所述第二端延伸至水钻本体的端头处；还包括：开设于所述水钻本体内部且沿着其延伸方向延伸的多个第二通道，每个所述第二通道具有第三端和第四端，所述第三端通过高压泵站与液氮源或热水源相连通，所述第四端由所述水钻本体的外周壁穿出。该开采钻头实现了钻孔和增加渗透率同时施工的难题，大大降低了施工成本与钻进耗时，提高了钻孔钻进效率。

技术领域

本发明涉及煤矿设备领域，尤其涉及一种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。

背景技术

在煤层气开采中，致裂效果以及效率往往是扮演者非常重要的角色。致裂效果和效率的好坏不仅影响着煤层气最后的产量还影响着煤层气开采的成本，是目前大多数煤层气开采项目中主要关心的问题。因此，能否高效的打孔和致裂是影响煤层气开采的关键因素。目前传统的煤层气开采是先用金属钻头进行钻孔，然后再移除钻孔机，之后再进行致裂，这样的开采往往是单一钻头的开采，效率是非常慢的，而且致裂效果还不好，大大影响了煤层气开采的成本和产量。

发明内容

本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种激光导管，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。

本发明的一个目的在于提出一种煤层气开采钻头，包括依次连接的高压泵站、水辫、定向钻杆、转向器和水钻钻头，所述水钻钻头包括：

水钻本体，其内部具有沿着其延伸方向开设的第一通道，所述第一通道具有第一端和第二端，所述第一端通过高压泵站与外部水源相连通，所述第二端延伸至水钻本体的端头处；还包括：

开设于所述水钻本体内部且沿着其延伸方向延伸的多个第二通道，每个所述第二通道具有第三端和第四端，所述第三端通过高压泵站与液氮源或热水源相连通，所述第四端由所述水钻本体的外周壁穿出。

在本发明的一个示例中，所述水钻钻头还包括：第一通断阀，

安装在所述第一通道内，配置为外部水源在所述第一端朝向所述第二端方向上的通断。

在本发明的一个示例中，所述水钻钻头还包括：第二通断阀，

安装在第二通道内，配置为液氮或者热水在所述第三端朝向所述第四端方向上的通断。

在本发明的一个示例中，所述水钻钻头还包括：控制器，

所述控制器与所述第一通断阀、所述第二通断阀分别耦接，用于控制所述第一通断阀和所述第二通断阀独立或者同步导通。

在本发明的一个示例中，所述水钻钻头还包括：温度传感器，

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

所述动作指令包括：

当水钻钻头在煤层中钻取指定的深度时，由控制器控制与热水源相连通的第二通道内的第二通断阀导通；

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

所述控制器控制转向器带动所述水钻钻头转动使得与液氮源相连通的第二通道与该煤层位置对应，并控制与液氮源相连通的第二通道内的第二通断阀导通；

当所述温度传感器检测周围煤层的温度信息并在温度信息下降到第二阈值温度时，所述控制器控制与液氮源相连通的第二通道内的第二通断阀关闭。