螺旋钻机钻杆扶正器和跟管钻进方法与流程

1.本发明涉及采煤领域，具体地，涉及一种螺旋钻机钻杆扶正器和跟管钻进方法。


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，但在钻进施工过程中容易发生偏斜，造成终孔位置存在较大偏差，严重影响了大直径钻孔的施工效率和成孔率。


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、能够自动摆正钻杆的螺旋钻机钻杆扶正器。
6.本发明的实施例提出一种操作方便、终孔位置偏差小的跟管钻进方法。
7.根据本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器，包括：第一套管；第二套管，所述第二套管穿设在所述第一套管内，所述第二套管的外周面和所述第一套管的内周面沿所述第二套管的径向间隔设置，所述第二套管相对所述第一套管转动，所述第二套管适用于螺旋钻机的钻杆穿过，在所述钻杆发生偏移时，所述第二套管将所述钻杆扶正。
8.根据本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器，通过第二套管相对第一套管转动，从而使得螺旋钻机的钻杆限制在第二套管内，减小了钻杆在钻进的过程中的偏移量，提高了终孔的精度。
9.在一些实施例中，所述螺旋钻机钻杆扶正器还包括传动组件，所述传动组件设在所述第一套管和所述第二套管之间，以便所述第二套管在所述第一套管内流畅地转动。
10.在一些实施例中，所述传动组件包括多个传动杆，多个所述传动杆沿所述第二套管周向间隔设置，多个所述传动杆设在所述第一套管和所述第二套管之间。
11.在一些实施例中，所述传动组件还包括多个第一紧固件，所述第一紧固件连接所述传动杆与所述第二套管，以便所述传动杆安装在所述第二套管的外周面上。
12.在一些实施例中，所述螺旋钻机钻杆扶正器还包括：第一定位部，所述第一定位部设在所述第一套管内且位于所述第二套管的第一端；第二定位部，所述第二定位部设在所述第一套管内且位于所述第二套管的第二端。
13.在一些实施例中，所述第一定位部为定位环，所述定位环的内径大于所述螺旋钻机的钻杆的直径，以便所述钻杆穿过所述定位环，所述第二定位部为第二紧固件，所述第二紧固件的至少部分穿过所述第一套管且位于所述第二套管的第二端。
14.在一些实施例中，所述第一套管的一端的横截面积沿远离所述第二套管的方向逐渐增大。
15.根据本发明的实施例的跟管钻进方法，包括如下步骤：s1：利用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，将护管和权利要求1所述的螺旋钻机钻杆扶正器安装在一起，并将所述护管和所述螺旋钻机钻杆扶正器推入所述钻孔内，保留在所述钻孔内的所述钻杆贯穿所述螺旋钻机钻杆扶正器和所述护管；s3：在所述护管和所述螺旋钻机钻杆扶正器达所述钻头附近时，所述钻杆的一部分重新安装在所述螺旋钻机上，重新开启所述螺旋钻机进行钻孔作业；s4：重复步骤s2和步骤s3，在所述螺旋钻机钻动到终孔位置且完成所述护管和所述螺旋钻机钻杆扶正器的安装后，从透孔侧将所述钻头取下，所述钻杆从所述钻孔中退出。
16.根据本发明实施例的管钻进方法，通过步骤s2、步骤s3和s4，从而使得将护管和螺旋钻机钻杆扶正器交替安装在钻孔内，从而使得钻杆在转进时候，可以防止钻杆发生偏斜，而且当钻孔结束后，螺旋钻机钻杆扶正器可作为护管留在钻孔内，防止钻孔坍塌。
17.在一些实施例中，在步骤s2中，所述护管为多个，多个所述护管沿其轴向方向依次设置，所述螺旋钻机钻杆扶正器设在多个所述护管的中最外侧的护管一端。
18.在一些实施例中，多个所述护管通过插接相连，和/或所述最外侧的护管和所述螺旋钻机钻杆扶正器通过插接相连。
附图说明
19.图1是本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器的结构示意图。
20.图2是本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器的第一套管、第二套管和传动组件的截面图。
21.图3是本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器的第一套管的结构示意图。
22.图4是本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器的第二套管和传动组件的结构示意图。
23.图5是本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器的第一定位部的结构示意图。
24.附图标记：
25.螺旋钻机钻杆扶正器100；
26.第一套管1；第二套管2；传动组件3；传动杆31；第一定位部4。
具体实施方式
27.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。
28.下面参考附图描述根据本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器。
29.如图1
‑
5所示，根据本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器包括第一套管1和第二套管2。
30.第二套管2穿设在第一套管1内，第二套管2的外周面和第一套管1的内周面沿第二套管2的径向间隔设置，第二套管2相对第一套管1转动，第二套管2适用于螺旋钻机的钻杆穿过，在钻杆发生偏移时，第二套管2将钻杆扶正。
31.根据本发明实施例的螺旋钻机钻杆扶正器100，通过第二套管2穿设在第一套管1
内，且第二套管2相对第一套管1转动，以在钻杆发生偏斜时，钻杆与第二套管2接触，将带动第二套管2转动，从而减小钻杆对第二套管2的某一固定位置摩擦，降低第二套管2损坏可能性。另外，第二套管2将钻杆的偏移限定在了第二套管2内，从而减小了钻孔轨迹偏移量，提升钻孔终孔位置的准确性，提高了钻孔的施工效率和成孔率。
32.在一些实施例中，螺旋钻机钻杆扶正器100还包括传动组件3，传动组件3设在第一套管1和第二套管2之间，以便第二套管2在第一套管1内流畅地转动。由此，将传动组件3安装在第一套管1和第二套管2之间的间隙内，从而使得第二套管2在第一套管1内流畅地转动，不仅减小了第一套管1和第二套管2之间的磨损，也进一步减小了钻杆与第二套管2内周面之间的摩擦，提高了第二套管2的使用寿命。
33.在一些实施例中，传动组件3包括多个传动杆31，多个传动杆31沿第二套管2周向间隔设置，多个传动杆31设在第一套管1和第二套管2之间。具体地，如图4所示，多个传动杆31设在第一套管1的内周面和第二套管2的外周面之间，且多个传动杆31沿第二套管2的外周面的周向间隔设置。由此，通过传动杆31使得第一套管1和第二套管2之间的间距为一个定值，防止第二套管2转动时，第一套管1和第二套管2发生磨损。
34.在一些实施例中，传动组件3还包括多个第一紧固件32，第一紧固件32连接传动杆31与第二套管2，以便传动杆31安装在第二套管2的外周面上。具体地，如图4所示，传动杆31的左右两端均设有一个第一紧固件32，第一紧固件32将传动杆31固定在第二套管2的外周面上，从而使得传动组件3设置的更加合理。
35.可以理解的是，传动组件3不限于此，例如：第二套管2上设有沿第二套管2的轴向方向延伸的凹槽，传动杆31的一部分设在凹槽内，传动杆31的另一部分与第一套管1的内周面接触，当第二套管2转动的时，可带动传动杆31和在凹槽内转动，由此进一步减小第一套管1和第二套管2之间的磨损，或者传动组件3也可以为轴承，轴承的内圈与第二套内周面管配合，轴承的外圈与第一套管1的外周面配合，由此，使得第二套管2支撑在第一套管1内。
36.在一些实施例中，螺旋钻机钻杆扶正器100还包括第一定位部4和第二定位部(图中未示意出)。
37.第一定位部4设在第一套管1内且位于第二套管2的第一端(如图1所示，第二套管2的右端)，第二定位部设在第一套管1内且位于第二套管2的第二端(如图1所示，第二套管2的左端)。具体地，如图1所示，第一定位部4设在第一套管1的内周面上且位于第二套管2的右端，第二定位部设在第一套管1的内周面上且位于第二套管2的左端。由此，使得第二套管2限定在第一套管1内，防止第二套管2沿左右方向移动。
38.在一些实施例中，第一定位部4为定位环，定位环的内径大于螺旋钻机的钻杆的直径，以便钻杆穿过定位环，第二定位部为第二紧固件，第二紧固件的至少部分穿过第一套管1且位于第二套管2的第二端(如图1所示，第二套管的左端)。具体地，如图5所示，第一定位部4的截面为圆环形，第一定位部4的外周面与第一套管1的内周面贴合，第二紧固件从第一套管1的外周面穿过第二套管2且位于第二套管2外。由此，方便螺旋钻机钻杆扶正器100的安装，使得螺旋钻机钻杆扶正器100设置的更加合理。
39.可以理解的是，第一紧固件32和第二紧固件可以为螺钉、螺栓等。第一定位部4的外周面与第一套管1的内周面之间可以通过过盈配合、粘接、卡接或螺钉连接等等。
40.在一些实施例中，第一套管1的一端的横截面积沿远离第二套管2的方向逐渐增
大。具体地，如图3所示，第一套管1的左端的横截面积从左到右逐渐减小形成喇叭口。由此，方便护管通过喇叭口插接在第一套管1的左端。
41.在一些实施例中，第一套管1的材质和第二套管2的材质均为为抗静电、耐摩擦、高强度的聚丙烯材料，且第一套管1和第二套管2利用了传动杆31接触面积小、易滑动的特性，不仅减少了第一套管1和第二套管2的磨损量，而且避免了孔内长时间大面积硬性摩擦可能造成的高温危害。
42.本发明的实施例提出了跟管钻进方法，包括如下步骤：
43.s1：利用螺旋钻机进行钻孔作业。
44.s2：在钻孔到预定长度时，螺旋钻机停止钻进，将钻杆的一部分拆卸下来，保留已经进入钻孔的钻杆和钻头，将护管和螺旋钻机钻杆扶正器100安装在一起，并将护管和螺旋钻机钻杆扶正器100推入钻孔内。具体地，将护管通过插接的方式插入第一套管1的左端，并推入钻孔内，且钻孔内保留的钻杆贯穿护管和螺旋钻机钻杆扶正器100的第二套管2。
45.s3：在护管达钻头附近时，钻杆的一部分重新安装在螺旋钻机上，重新开启螺旋钻机进行钻孔作业。由此，钻杆可在第二套管2内转动，从而带动第二套管2转动。
46.s4：重复步骤s2和步骤s3，在螺旋钻机钻动到终孔位置且完成护管和螺旋钻机钻杆扶正器100的安装后，从透孔侧将钻头取下，钻杆从钻孔中退出。
47.根据本发明实施例的跟管钻进方法，通过步骤s1、步骤s2、步骤s3和步骤s4，当钻杆发生偏转时，将带动螺旋钻机钻杆扶正器100的第二套管2转动，从而使得第二套管2将钻杆的偏移限定在了第二套管2内，从而减小了钻孔轨迹偏移量，提升钻孔的终孔位置的准确性，且随着钻孔的不断加深，钻孔内的螺旋钻机钻杆扶正器100和护管的数量逐渐增多，使得螺旋钻机钻杆扶正器100与护管交替设在钻孔内，从而在钻杆进行钻孔时，可以进一步减小钻孔轨迹偏移量。另外，在钻孔结束后可将螺旋钻机钻杆扶正器100遗留在钻孔内，使得螺旋钻机钻杆扶正器100起到护管的作用。
48.在一些实施例中，在步骤s2中，护管为多个，多个护管沿其轴向方向依次设置，螺旋钻机钻杆扶正器100设在多个护管中的最外侧的护管的一端。具体地，多个护管可与螺旋钻机钻杆扶正器100相连，从而提高了螺旋钻机钻杆扶正器100使用效率。
49.可以理解的是，螺旋钻机钻杆扶正器100和护管可根据实际需要进行选择，例如：护管可换成螺旋钻机钻杆扶正器100安装在钻孔内。
50.在一些实施例中，多个护管通过插接相连。由此，方便护管的安装和拆卸。
51.在一些实施例中，最外侧的护管和螺旋钻机钻杆扶正器100通过插接相连。由此，方便护管和螺旋钻机钻杆扶正器100的安装和拆卸。
52.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。
53.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。
54.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。
55.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。
56.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。
57.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。