[发明专利]采用气动柔性刀具的卸压增透的方法

说明书

本申请提出了一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将空压机、高压气管、钻机、钻杆、气动柔性刀具以及割缝装置依次连接；步骤2、调整钻杆位置，将所述割缝装置移至煤孔内目标位置；步骤3、打开空压机，将高压气体通过所述高压气管和所述钻杆输送至所述气动柔性刀具；步骤4、所述气动柔性刀具带动所述割缝装置旋转，以完成对所述煤孔的割缝增透。该方法具有安全、高效、低成本的优点。

技术领域

本申请涉及煤层瓦斯抽采领域，尤其涉及一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法。

背景技术

煤层气作为我国的基础能源和工业原料，被列为能源科技创新战略重点，随着国家经济发展，我国对能源需求量急剧增长，煤层气的高效开采不仅能解决我国能源紧张问题，对我国煤矿的安全生产、节能减排及环境治理也具有重要意义。我国煤层地质构造复杂，大部分是透气性低、渗透性差的松软煤层，开采过程中，经常出现井壁坍塌、渗透率降低等问题，因此提高松软煤层的开采率和利用率尤为重要。

卸压增透是强化瓦斯抽采和防治瓦斯灾害的重要手段。由于储层天然裂隙、层理较为发育，水对煤体浸润软化作用明显，目前采用的水力造穴、水力压裂、水射流扩孔、水力割缝等卸压增透技术并不适用松软煤层，导致钻井过程中会出现井壁坍塌、水锁、抱钻、塌孔等负面效果，减弱了瓦斯抽采效果，并且水资源耗费较多，不易回收。此外，利用高压磨料气体射流破煤卸压增透，高速气体加速磨料，会对管道和喷嘴造成极大的破坏，磨料和煤渣混合，难以回收利用，施工成本较高，产生的磨料颗粒散布于空气中，污染作业环境，危害施工人员健康。

为了有效抽采煤层瓦斯，如专利“煤矿井下脉冲水利割缝-压裂一体化增透抽采装置及方法”（CN201510076753.5）利用脉冲水压发生系统进行水力压裂，对压裂孔放水，能起到有效抽采煤层瓦斯的作用。但是，该方法对松软煤层有一定的局限性，易发生水锁现象，水对瓦斯的运移及解吸也有一定的负面影响。专利“高压磨料气体射流破煤卸压增透设备及方法”（CN201510006074.0）虽然避免了水力冲孔时出现的塌孔问题，但对实验设备造成了一定的损害，实验成本较高，污染环境。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，该方法具有安全、高效、低成本的优点。

为实现上述目的，本申请实施例提出了一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将空压机、高压气管、钻机、钻杆、气动柔性刀具以及割缝装置依次连接；步骤2、调整钻杆位置，将所述割缝装置移至煤孔内目标位置；步骤3、打开空压机，将高压气体通过所述高压气管和所述钻杆输送至所述气动柔性刀具；步骤4、所述气动柔性刀具带动所述割缝装置旋转，以完成对所述煤孔的割缝增透；其中，所述气动柔性刀具包括限定有多个气体通道的壳体，每个所述气体通道内部配置有转子组件，所述转子组件包括一体成型的第一转子盘和第二转子盘，所述第一转子盘和所述第二转子盘均能够被流经的气体驱动旋转，所述转子组件输出端的行星轮与形成在所述壳体的齿圈啮合，所述齿圈的轴线处布置有与所述行星轮啮合的太阳轮，所述太阳轮的输出端配置有所述割缝装置。

根据本申请实施例提出的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，通过气体通道与转子组件的配合，可以将气体压能转换成转子盘的旋转动能，通过行星轮与太阳轮的配合，可以将转子盘的旋转动能以柔性扭矩的形式输出至割缝装置，进而实现对松软煤层的割缝卸压增透的目的，具有安全、高效、低成本的优点。

另外，根据本申请提出的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法还可以具有如下附加技术特征：

进一步地，所述壳体与所述钻杆同轴地布置。

进一步地，多个所述气体通道在所述壳体内成旋转对称布置。

进一步地，所述气体通道的进气口与所述钻杆连通。

进一步地，所述气体通道的出气口形成在所述壳体的周面。