煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺的制作方法
【专利摘要】一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，包含如下步骤：准备步骤：计算穿越突出煤层段的长度；开孔步骤：通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；同步钻进步骤：采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆和筛眼套管，所述筛眼套管包围于所述主动钻杆的外侧，所述筛眼套管的后端和主动钻杆之间设有传扭装置；钻杆退出步骤：反转所述主动钻杆1～2圈以使所述传扭公接头脱离所述传扭母接头，退出主动钻杆，将筛眼套管留置在突出煤层段；由此，本发明在施工至设计孔深后，反转主动钻杆并退出，将钻进和下筛管两种工艺过程合二为一，提高了安全性与效率，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。
【专利说明】煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿钻进的【技术领域】，尤其涉及一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺。
【背景技术】
[0002]随着煤矿开采深度的逐步加深和开采范围的进一步扩大，瓦斯等级升高的趋势日益明显，煤与瓦斯突出危险性日趋严重，为了保障安全生产，对于强突煤层瓦斯预抽主要采用顶(底)板穿层钻孔和高位钻孔等，现有的这种在顶(底)板穿层钻孔的施工中，一般采用大直径钻头一次性成孔，然后提钻下入小直径筛管封孔、固孔后，进行瓦斯抽采，但这种技术存在如下缺陷:
[0003]1、在施工时虽然采取了边打边抽、孔口封堵等措施，但由于突出煤层段瓦斯含量高、压力大，施工时经常诱发瓦斯和煤喷孔，造成瓦斯超限事故，甚至能引起孔突或更大事故，施工安全性低。
[0004]2、钻孔施工完成后提钻、由于强突煤孔段钻孔裸露，突出危险性增大，现场存在较大的安全隐患。
[0005]3、提钻下入套管比较费时、效率低下。穿层钻孔中突出煤层段比较短，常规工艺需要全孔段下入套管进行护孔防突，费用比较高。
[0006]4、由于常规成孔方法的特点，造成了成孔过程中安全隐患突出，效率低，费用高。
[0007]为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，以克服上述缺陷。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题在于:现有的在顶(底)板穿层钻孔的施工中，容易诱发瓦斯和煤喷孔，造成瓦斯超限事故，安全性低，且需要进行护孔防突，费用比较高，效率低。
[0009]为解决该技术问题，本发明公开了一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，其特征在于包含如下步骤:
[0010]准备步骤:进行钻孔设计，计算穿越突出煤层段的长度；
[0011]开孔步骤:通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；
[0012]同步钻进步骤:采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆和筛眼套管，所述筛眼套管包围于所述主动钻杆的外侧，所述主动钻杆的前端伸出所述筛眼套管并设有第一钻头，所述筛眼套管的前端设有第二钻头，所述筛眼套管的后端和主动钻杆之间设有传扭装置，其中，所述传扭装置包含位于主动钻杆外周的传扭公接头和位于所述筛眼套管内周的传扭母接头；
[0013]钻杆退出步骤:反转所述主动钻杆I?2圈以使所述传扭公接头脱离所述传扭母接头，退出主动钻杆，将筛眼套管留置在突出煤层段。[0014]其中:在所述同步钻进步骤中包含有实时检测步骤，所述实时检测步骤包含当施工孔深达到设计深度或排渣由煤变成岩后，则停止同步钻进步骤，进入钻杆退出步骤。
[0015]其中:在所述钻杆退出步骤中包含有脱离判断步骤，通过检测回转压力和起拔压力，在反转时当回转压力和起拔压力存在明显下降，则表明传扭公接头与传扭母接头分离。
[0016]其中:第一钻头位置比第二钻头的位置突出50mm?150mm。
[0017]其中:所述主动钻杆的周缘上设有至少一个对中器，所述对中器为所述主动钻杆周缘上的突出环部。
[0018]其中:所述筛眼套管上布置有多个相互间隔的筛眼，所述筛眼套管的外壁上铆接一定数量的弹簧钢片。
[0019]通过上述结构可知，本发明的煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺具有如下技术效果:
[0020]1、利用主动钻杆带动筛眼套管钻进，施工至设计孔深后，反转主动钻杆并退出，将钻进和下筛管两种工艺过程合二为一，提高了安全性与效率，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。
[0021]2、抑制了钻孔中的突出范围，降低了突出危险性。施工完成后，筛眼套管留置在突出煤孔段，解决了原有技术存在的突出防治“盲区”，提高了现场人员的安全保护。
[0022]3、使用一次性成孔技术，简化了工艺流程，节省了施工时间，提高了钻进效率。
[0023]4、只在突出煤孔段留置筛眼套管，节约了施工材料，降低了施工成本。
[0024]本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺的示意图；
[0026]图2为本发明筛管钻进钻具的结构示意图；
[0027]图3为本发明主动钻杆的结构示意图；
[0028]图4为本发明筛眼套筒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0030]如图1所示，本发明的煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺包含如下步骤:
[0031]准备步骤:计算穿越突出煤层段的长度，可选的是，该长度根据所需的钻孔孔深、顶板或底板的岩层厚度、倾角、方位角来进行计算；
[0032]开孔步骤:通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；
[0033]同步钻进步骤:采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深后，参见图2-图4，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆I和筛眼套管5,所述筛眼套管5包围于所述主动钻杆I的外侧，所述主动钻杆I的前端伸出所述筛眼套管5并设有第一钻头7，所述筛眼套管5的前端设有第二钻头6，所述筛眼套管5的后端和主动钻杆I之间设有传扭装置，其中，所述传扭装置包含位于主动钻杆I外周的传扭公接头3和位于所述筛眼套管5内周的传扭母接头4，由于在钻进旋转时，所述传扭公接头3配合传动所述传扭母接头4，从而主动钻杆I和筛眼套管5 —起钻进；
[0034]钻杆退出步骤:反转所述主动钻杆I?2圈以使所述传扭公接头3脱离所述传扭母接头4，则退出主动钻杆1，将筛眼套管5留置在突出煤层段；
[0035]抽放步骤:根据抽放设计要求连接抽放管路。
[0036]其中，在所述同步钻进步骤中包含有实时检测步骤，所述实时检测步骤包含当施工孔深达到设计深度或排渣由煤变成岩后，则停止同步钻进步骤，进入钻杆退出步骤。
[0037]其中，在所述钻杆退出步骤中，还包含有脱离判断步骤，通过检测回转压力和起拔压力，在反转时当回转压力和起拔压力存在明显下降，则表明传扭公接头3与传扭母接头2分离。
[0038]其中，所述筛眼套管5的长度大于煤孔段长度，第一钻头7位置比第二钻头6的位置突出BOmm?150臟。
[0039]其中，所述主动钻杆I的周缘上设有至少一个对中器4，所述对中器4为所述主动钻杆I周缘上的突出环部，由此，筛眼套管5可通过主动钻杆4上的对中器4进行对中。
[0040]其中，传扭母接头2包含L型槽眼，所述传扭公接头包含焊接的I型销。
[0041]其中，所述筛眼套管5上布置有多个相互间隔的筛眼，所述筛眼套管5的外壁上铆接一定数量的弹簧钢片。
[0042]由此，本发明的工艺利用筛管钻进钻具组合中的传扭装置、主动钻杆和钻头，通过钻机回转机构提供动力带动主动钻杆回转，第一钻头回转碎岩，主动钻杆通过传扭装置带动特定长度的筛眼套管与第二钻头回转钻进碎岩。钻进至设计孔深后，反转主动钻杆，传扭装置解锁，主动钻杆与筛眼套管分离，退钻，从而将特定长度的筛管留置在突出煤孔段。
[0043]由此可见，本发明的优点在于:
[0044]1、利用主动钻杆带动筛眼套管钻进，施工至设计孔深后，反转主动钻杆并退出，将钻进和下筛管两种工艺过程合二为一，提高了安全性与效率，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。
[0045]2、抑制了钻孔中的突出范围，降低了突出危险性。施工完成后，筛眼套管留置在突出煤孔段，解决了原有技术存在的突出防治“盲区”，提高了现场人员的安全保护。
[0046]3、使用一次性成孔技术，简化了工艺流程，节省了施工时间，提高了钻进效率。
[0047]4、只在突出煤孔段留置筛眼套管，节约了施工材料，降低了施工成本。
[0048]以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，其特征在于包含如下步骤: 准备步骤:进行钻孔设计，计算穿越突出煤层段的长度； 开孔步骤:通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定； 同步钻进步骤:采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆和筛眼套管，所述筛眼套管包围于所述主动钻杆的外侧，所述主动钻杆的前端伸出所述筛眼套管并设有第一钻头，所述筛眼套管的前端设有第二钻头，所述筛眼套管的后端和主动钻杆之间设有传扭装置，其中，所述传扭装置包含位于主动钻杆外周的传扭公接头和位于所述筛眼套管内周的传扭母接头； 钻杆退出步骤:反转所述主动钻杆I?2圈以使所述传扭公接头脱离所述传扭母接头，退出主动钻杆，将筛眼套管留置在突出煤层段。
2.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于:在所述同步钻进步骤中包含有实时检测步骤，所述实时检测步骤包含当施工孔深达到设计深度或排渣由煤变成岩后，则停止同步钻进步骤，进入钻杆退出步骤。
3.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于:在所述钻杆退出步骤中包含有脱离判断步骤，通过检测回转压力和起拔压力，在反转时当回转压力和起拔压力存在明显下降，则表明传扭公接头与传扭母接头分离。
4.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于:第一钻头位置比第二钻头的位置突出 50mm ?1 SOmnin
5.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于:所述主动钻杆的周缘上设有至少一个对中器，所述对中器为所述主动钻杆周缘上的突出环部。
6.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于:所述筛眼套管上布置有多个相互间隔的筛眼，所述筛眼套管的外壁上铆接一定数量的弹簧钢片。
【文档编号】E21B43/08GK103643893SQ201310703767
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】金新, 童碧, 王毅, 汪金业, 侯红, 彭涛, 王建彬, 魏宏超 申请人:中煤科工集团西安研究院有限公司