一种水力喷射自进式钻孔增加煤层透气性方法及装置

摘要

一种水力喷射自进式钻孔方法及装置，包括水箱、高压泵、高压储能罐、高压软管供给装置、钻机、定向器、高压软管、转向器、钻杆、自进式钻头。其是先在煤层中钻先导孔，在先导孔内安装转向器，应用自进式钻头沿钻杆进入转向器，经转向器导向使自进式钻头沿先导孔径向打孔，待径向孔钻进至预定钻进深度时，退出自进式钻头至转向器位置，通过变换定向器档位调整转向器角度，进行另一个方向的径向孔钻进，重复打孔后形成以先导孔为主干，径向孔周围发散的树状钻孔系统来进行瓦斯抽采工作。本发明结构简单，操作方便，可以显著减少瓦斯抽采孔数量，能增大单个钻孔卸压范围，有效提高煤层透气性，缩短瓦斯抽采时间，同时能有效提高单孔瓦斯抽采量。

主权项

利用水力喷射自进式钻孔装置进行钻孔的方法，装置包括水箱、高压泵、高压储能罐、高压软管伸缩供给装置、钻机、定向器、高压软管、转向器、钻杆和自进式钻头；所述水箱、高压泵、高压储能罐和高压软管依次连接，高压软管装在高压软管伸缩供给装置上；所述定向器为正N边形柱状体，中心有通孔，前端与钻杆连接，后端通过螺纹固定在钻机上；定向器有N个档位，360°/N为一档；所述转向器装在钻杆内，与钻杆螺纹连接，转向器内部具有由轴向转向径向的半径为R的弧形通道，使自进式钻头钻进方向由轴向转为径向；钻机上动力头每旋转360°/N，安装在动力头上定向器带动钻杆和转向器也跟随转动相应角度，转向器调整一个档位；所述自进式钻头连接在高压软管前端，自进式钻头具有前喷嘴，通过射流向前破煤岩钻进，还具有反向喷嘴，产生推力使钻头向前推进；钻进方法包括以下步骤：（1）在巷道中预先使用钻机和钻杆向煤层钻出先导孔，即形成树状钻孔的主干孔；（2）将所述定向器与钻机连接后，将转向器与钻杆连接，送入主干孔至预定位置，通过钻机夹持器固定钻杆及主干孔内的转向器；（3）将所述自进式钻头与高压软管连接，自进式钻头经钻杆进入主干孔，开启高压泵，高压水射流从自进式钻头的后喷嘴喷出产生推力推动自进式钻头沿钻杆前进，当自进式钻头推进至转向器时，经转向器的弧形通道转向，钻头沿主干孔径向向煤层钻进，钻进过程中前喷嘴破煤岩，后喷嘴推进；（4）钻进至预定深度时或钻机停止钻进时，关闭高压泵，然后通过高压软管伸缩供给装置拉出高压软管和自进式钻头；（5）松开钻机夹持器，通过转动钻机改变定向器档位，360°/N为一档，进而调整转向器角度，然后重复以上（3）、（4）动作，直至在煤层中钻出沿主干孔径向分布的若干孔，形成一组树状抽采孔；（6）当进行完一组树状钻孔后，重复（1）‑（6）动作完成另一组树状钻孔，直到达到预定的树状钻孔数量，形成树状抽采孔网为止。