顺煤层钻孔跟管钻进装置和跟管钻进方法与流程

1.本发明涉及煤层钻进技术领域，具体地，涉及顺煤层钻孔跟管钻进装置和跟管钻进方法。


背景技术：

2.随着煤矿综采技术的不断完善，工作面推进速度日益加快，对高瓦斯矿井瓦斯治理提出了越来越高的要求。
3.相关技术中，采用钻巷机钻出一个大直径钻孔，在钻孔内插入大直径抽采管路的“以孔代巷”技术，逐渐得到越来越多人的认可，但大直径钻孔因施工钻孔孔径较大，在施工过程中很容易发生孔内塌孔现象，一旦发生孔内塌孔，一方面会将钻具卡住，无法进行退钻，导致丢钻。另外，终孔退钻后在向孔内下护管时，孔内塌孔落下的煤块会阻挡护管下入通道，导致护管下入深度不够，影响后期瓦斯抽采效果。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种结构简单、成本低、钻孔不易堵塞的顺煤层钻孔跟管钻进装置。
6.本发明的实施例提出一种操作方便、护管下入成功率高的跟管钻进方法。
7.根据本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置包括：螺旋钻机，所述螺旋钻机包括钻杆和动力箱，所述动力箱与所述钻杆相连，用于驱动所述钻杆转动；本体，所述本体具有腔室，所述钻杆贯穿所述腔室与所述动力箱相连，所述本体的一端与所述动力箱相连，以便所述动力箱带动所述本体沿所述本体的长度方向移动，所述本体的另一端适于与护管相连，以便所述护管随所述本体移动。
8.本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置，通过将本体设置在螺旋钻机的动力箱上，从而不仅不影响螺旋钻机的钻进工作，也可以使得护管能够在动力箱的带动下，使得护管推入钻孔内，提高护孔管下入成功率，防止钻孔的坍塌。
9.在一些实施例中，所述本体包括第一盘、第二盘和连接件，所述第一盘和所述第二盘沿所述连接件的长度方向间隔设置，所述连接件的一端与所述第一盘相连，所述连接件的另一端与所述第二盘相连。
10.在一些实施例中，所述连接件为多个，多个所述连接件沿所述第一盘的周向间隔设置。
11.在一些实施例中，所述本体还包括加强筋，所述加强筋设在所述连接件上且沿所述连接件的长度方向延伸，所述加强筋一端与所述第一盘相连，所述加强筋的另一端与所述第二盘相连。
12.在一些实施例中，所述本体还包括第三盘，所述第三盘设在所述第一盘背离所述第二盘的侧面上，所述第三盘的外径小于所述护管的内径，所述第三盘与护管相连，以便带
动所述护管沿所述第三盘的轴向移动。
13.在一些实施例中，所述第一盘与所述连接件一体成型，和/或所述第二盘与所述连接件一体成型。
14.在一些实施例中，在所述第一盘的轴向投影面内，所述第二盘的投影位于所述第一盘内，所述第三盘的投影位于所述第一盘内。
15.根据本发明的实施例的一种跟管钻进方法，包括如下步骤：s1：利用上述实施例中的所述顺煤层钻孔跟管钻进装置的螺旋钻机进行钻孔作业；s2：在钻孔到预定长度时，所述螺旋钻机停止钻进，将钻杆的一部分拆卸下来，保留已经进入所述钻孔的钻杆和钻头，将护管套设在所述顺煤层钻孔跟管钻进装置上；s3：再次启动所述螺旋钻机，将所述护管推入所述钻孔内；s4：在所述护管达所述钻头附近时，将所述护管从所述顺煤层钻孔跟管钻进装置上拆卸下来，以便所述护管设在所述钻孔内；s5：将所述钻杆的一部分重新安装在所述螺旋钻机上，重复步骤s2
‑
步骤s4。
16.本发明的实施例的跟管钻进方法，通过步骤s1
‑
步骤s5,能够将使得护管第一时间推入专控内，防止钻孔坍塌，进而减小了钻杆和砖头的丢失率。
17.在一些实施例中，所述护管为多个，多个所述护管沿其轴向方向依次设置，所述顺煤层钻孔跟管钻进装置的本体与所述护管一端相连。
18.在一些实施例中，在步骤s6中，所述螺旋钻机钻动到终孔位置且完成所述护管的安装后，从透孔侧将所述钻头取下，所述钻杆从所述钻孔中退出。
附图说明
19.图1是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置的结构示意图。
20.图2是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置的本体的结构示意图。
21.图3是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置的本体的左视图。
22.图4是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置的第二盘的结构示意图.
23.图5是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置的连接件、加强筋和第一盘的安装示意图。
24.图6是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置安装护管的工作示意图。
25.图7是本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置钻孔的工作示意图。
26.附图标记：
27.顺煤层钻孔跟管钻进装置100；
28.螺旋钻机1；钻杆11；动力箱12；钻头13；
29.本体14；腔室141；第一盘142；第二盘143；连接件145；加强筋146；第三盘147；护管2。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.下面参考附图1
‑
7描述根据本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置。
32.如图1
‑
7所示，根据本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置100，包括螺旋钻机1
和本体14。
33.螺旋钻机1包括钻杆11和动力箱12，动力箱12与钻杆11相连，用于驱动钻杆11转动。具体地，钻杆11的一端与动力箱12的输出轴相连，钻杆11的另一端与钻头13相连，通过动力箱12带动钻杆11转动，从而带动钻头13在工作面上进行钻孔。
34.本体14具有腔室141，钻杆11贯穿腔室141与动力箱12相连，本体14的一端与动力箱12相连，以便动力箱12带动本体14的长度方向移动(如图1所示的左右方向)，本体14的另一端适于与护管2相连，以便护管2沿护管2的轴向方向(如图1所示的左右方向)随本体14移动。具体地，本体14的左端可通过螺钉固定在动力箱12上，本体14的右端可通过插接的方式与护管2相连，钻杆11穿过本体14与动力箱12的输出轴相连进行钻孔。
35.根据本发明实施例的顺煤层钻孔跟管钻进装置100，通过将本体14安装在动力箱12上，不仅使得螺旋钻机1正常钻孔作业，也可以将通过本体14与护管2相连，从而利用螺旋钻机1将护管2推入钻孔内，从而实现第一时间将护管2下入钻孔内，减少钻孔成孔后因矿压显现带来的变形或塌孔，提高护管2下入成功率，提高螺旋钻机1对煤层破碎地质条件下的适用性。
36.在一些实施例中，本体14包括第一盘142、第二盘143和连接件145。第一盘142和第二盘143沿连接件145的长度方向(如图2所示左右方向)间隔设置，连接件145的一端与第一盘142相连，连接件145的另一端与第二盘143相连。
37.具体地，如图2所示，第一盘142和第二盘143均为环形，且第一盘142和第二盘143的内径均大于钻杆11的最大使用直径，第一盘142的外径大于护管2的内径，第一盘142设在连接件145的左端，第二盘143设在连接件145的右端，第一盘142适于与护管2相连，第二盘143与动力箱12相连，由此，动力箱12进给运动时，将带动本体14进行左右运动，从而将护管2推入孔内。另外，第一盘142、第二盘143和连接件145的设置，方便将钻杆11通过螺栓安装在动力箱12的输出轴上。
38.可以理解的是，本体14的结构不限于此，例如：本体14也可以为套筒，套筒的一端与动力箱12相连，套筒的另一端与护管2相连。
39.在一些实施例中，连接件145为多个，多个连接件145沿第一盘142的周向间隔设置。由此，增强了本体14的抗压性能，防止本体14在使用过程中发生变形，从而提高了本体14的使用寿命。
40.在一些实施例中，本体14还包括加强筋146，加强筋146设在连接件145上且沿连接件145的长度方向(如图2所示左右方向)延伸，加强筋146一端与第一盘142相连，加强筋146的另一端与第二盘143相连。具体的，如图2
‑
5所示，加强筋146设在连接件145的内周面上，从而使得加强筋146和连接面的横截面形状为t形，且加强筋146的左端与第一盘142相连，加强筋146的右端与第二盘143相连。由此，进一步提高了本体14的稳定性，防止本体14发生塑性变形，提高了本体14的使用寿命。
41.在一些实施例中，本体14还包括第三盘147，第三盘147设在本体14的第一盘142上，第三盘147的外径小于护管2的内径，以便第三盘147与护管2相连，本体14带动护管2沿本体14的轴向移动。具体地，如图2
‑
4所示，第三盘147的外径小于护管2的内径，以便护管2与第三盘147间隙配合，使得第三盘147穿设在护管2内，方便护管2的安装与拆卸，另外，第三盘147的内径大于螺旋钻机1的钻杆11最大使用直径，以便钻杆11穿过第三盘147与钻头
13相连，防止影响螺旋钻机1的使用。
42.在一些实施例中，第一盘142与连接件145一体成型，和/或本体14与连接件145一体成型。由此，可根据加工制造难度，选择连接件145和第一盘142、第二盘143的连接方式，例如：第一盘142和连接件145可以一体成型，或第二盘143和连接件145可以一体成型，或第一盘142和第二盘143均与连接件145一体成型，从而使得连接件145、第一盘142和第二盘143设置的更加灵活。
43.在一些实施例中，在第一盘142的轴向投影面内，第二盘143的投影位于第一盘142内，第三盘147的投影位于第一盘142内。具体地，第一盘142的中心轴线、第二盘143的中心轴线和第三盘147的中心轴线重合，且第一盘142的大小形状和第二盘143的大小形状一致，第三盘147的形状与第一盘142形状相似，且第三盘147的外径小于第一盘142的外径，使得本体14的结构设置的更加合理。
44.本发明的实施例还提出了跟管钻进方法，包括如下步骤：
45.s1：利用顺煤层钻孔跟管钻进装置100的螺旋钻机进行钻孔作业。具体地，将螺旋钻机1的钻杆11穿过本体14安装在动力箱12的输出轴上，开启动力箱12进行钻孔作业。
46.s2：在钻孔到预定长度时，螺旋钻机1停止钻进，将钻杆11的一部分拆卸下来，保留已经进入钻孔的钻杆11和钻头13，将护管2套设在顺煤层钻孔跟管钻进装置100上。
47.s3：再次启动螺旋钻机1，将护管2推入钻孔内。
48.s4：在护管2达钻头13附近时，将护管2从顺煤层钻孔跟管钻进装置100上拆卸下来，以便护管2设在钻孔内。
49.s5：将钻杆11的一部分重新安装在螺旋钻机1上，重复步骤s2
‑
步骤s4。
50.本发明实施例的跟管钻进方法，通过步骤s1、步骤s2、步骤s3、步骤s4和步骤s5，防止钻孔坍塌或流砂充塞钻孔，从而防止钻具卡住或丢钻现象没保证了后续瓦斯抽采的效果。
51.在一些实施例中，在步骤s2中，护管2为多个，多个护管2沿其轴向方向依次设置，顺煤层钻孔跟管钻进装置100的本体14与护管2一端相连。具体地，如图6
‑
7所示，依次插接多个护管2，最右端的护管2的右侧通过插接的方式与本体14的第三盘147相连。由此，可将多个护管2一起推入钻孔内，节省了护管2安装的时间，提高了护管2的安装效率。
52.在一些实施例中，在步骤s6中，螺旋钻机1钻动到终孔位置且完成护管2的安装后，从透孔侧将钻头13取下，钻杆11从钻孔中退出。由此，将钻杆11收集起来，防止钻杆11和钻头13丢失。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
55.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
57.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
58.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。