[发明专利]一种煤层深长孔钻孔封孔测压一体化装置及测压方法

权利要求书

1.一种煤层深长孔钻孔封孔测压一体化装置，其特征在于：包括定向钻机、高压水泵、气压泵、压力表、水尾、双层钻杆、钻头以及钻孔密封器，双层钻杆包括内外双层通道，双层钻杆内通道和双层钻杆外通道通过支撑板连接，钻进时双层钻杆尾部连接定向钻机，内通道与高压水泵联通；还包括设置于双层钻杆与定向钻机之间的水尾，所述水尾设有两个入口，入口一与内通道联通，入口二与外通道联通，测压时双层钻杆内通道通过入口一连接气压泵和压力表，外通道通过入口二连接高压水泵，所述钻孔密封器套设于双层钻杆外侧，双层钻杆头部设有钻头；所述钻孔密封器位于钻杆前端外通道直径缩小段，所述钻孔密封器在不工作时其外径小于钻头外径，钻孔密封器包括位于前端的爪座，位于后端的压缩式密封胶筒，和位于中部的壳体，所述壳体内后端设有后活塞，壳体内前端设有前活塞，前活塞前端设有顶撑，所述压缩式密封胶筒、前活塞、后活塞和顶撑均活动套设于双层钻杆外侧，所述爪座为固定设置于双层钻杆外的凸起座，爪座后端设有多个与顶撑相互匹配的锚定爪，所述前活塞和后活塞之间设有液压腔室，该液压腔室所在的双层钻杆的外通道上分别设有至少一个通孔，外通道通过该通孔与液压腔室联通；所述后活塞后端设有一个凸台部，该凸台部位于壳体外侧，所述壳体前端设有一个向内延伸的卡台，所述顶撑前端为锥形台状且顶撑外部上表面均设有一个条形槽，条形槽位于顶撑中部且与壳体前端的卡台相配合使用，所述锚定爪内侧为镂空的楔形，锚定爪开口大于顶撑前端锥形台高度，锚定爪与顶撑均为弹性材料制成，条形槽长度大于顶撑前端距离锚定爪最远的距离。

2.如权利要求1所述的煤层深长孔钻孔封孔测压一体化装置，其特征在于：所述钻头中心设有中间喷嘴，所述中间喷嘴与内通道联通。

3.如权利要求1-2任一所述的煤层深长孔钻孔封孔测压一体化装置的测压方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）高压水泵通过定向钻机连接水尾入口一，打开定向钻机提供动力进行钻孔，打开高压水泵，水射流通过钻头中间喷嘴喷出降温、降尘；

（2）当钻至测压位置时停止钻进，撤离定向钻机，关闭高压水泵，将高压水泵连至水尾入口二，气压泵连接水尾入口一；

（3）打开高压水泵，通过水尾入口二向双层钻杆外通道注入高压水，高压水进入液压腔室在压力作用下推动前活塞向前滑动，前活塞使顶撑前移，锚定爪张开至水压增加到10MPa时，锚定爪卡入钻孔壁面，固定钻孔密封器及钻杆；同时后活塞向后滑动，挤压压缩式密封胶筒，使其向外扩展，当压力增大至20MPa时，密封胶筒完全被压缩，完成钻孔封堵；

（4）钻孔封堵完成之后，打开气压泵，向测压煤层内泵入与预估瓦斯压力相同压力的氮气，气压泵关闭后使用压力表测定通道内部气体压力，当1h内通道气体压力无变化，则钻孔密封良好；

（5）打开气压泵，通过双层钻杆通道向被测煤层通入氮气，停止注入氮气后观察气压表读数，当气压表读数稳定且连续5d无变化时，达到瓦斯压力平衡，钻孔测压完成;

（6）测压完成后，关闭高压水泵，钻孔密封器液压腔室内压力逐渐降低至0，压缩式密封胶筒和锚定爪在弹力作用下收回，实现解封。