【技术实现步骤摘要】
双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法及配套钻具
本专利技术涉及一种双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法及配套钻具，尤其涉及利用大直径孔理想孔壁截面圆与小直径侧钻分支钻头理论切削圆之间的曲率差、借助侧钻分支钻头在扩孔后的大直径孔内悬空侧钻、强开小直径定向分支孔、并扩孔的双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法及配套钻具。
技术介绍
开采单一煤层及煤层群的矿井，在工作面回采过程中，本煤层、邻近层释放大量卸压瓦斯，这些瓦斯将在工作面采空区、上隅角和顶板裂隙带内积聚，在采面风流压力波动影响下，极易涌出而导致回风巷道、上隅角瓦斯超限，严重威胁矿井生产安全、制约矿井增产增效。顶板大直径高位定向长钻孔是进行工作面采动卸压瓦斯抽采的理想技术手段之一，通过在煤巷内布置钻场，利用随钻测量仪器系统、配套定向技术装备控制实钻轨迹围绕设计轨迹钻进，上仰穿过煤层顶板岩层进入预计的采动裂隙带并顺层延伸。顶板大直径高位定向长钻孔抽采工作面采动卸压瓦斯潜在优势明显：与常规高位钻孔相比，在目标层内有效延伸距离长、层位可控，利用率高，空间布孔间距均匀，钻孔数量少；与高抽巷相比，高位定向长钻孔在...
【技术保护点】
1.一种双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法，所述双分支顶板大直径高位定向长钻孔为从工作面煤层钻场向顶板裂隙带施工的定向长钻孔，其包含1段封孔套管段、1段穿层孔段和2段抽采孔段三部分，其特征在于：所述封孔套管段从工作面煤层钻场连接至穿层孔段的下端，所述2段抽采孔段位于顶板裂隙带内且以双分支的形式连接在穿层孔段的上端，所述穿层孔段包含在工作面煤层和顶板裂隙带之间的S形剖面轨迹段，所述S形剖面轨迹段包含倾角单调增大段、拐点和倾角单调减小段，所述双分支抽采孔段包含平行设计且上下分层布置的上分支钻扩孔和下分支钻扩孔，所述上分支钻扩孔与穿层孔段同轴连接，所述下分支钻扩孔连接在S形...
【技术特征摘要】
1.一种双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法，所述双分支顶板大直径高位定向长钻孔为从工作面煤层钻场向顶板裂隙带施工的定向长钻孔，其包含1段封孔套管段、1段穿层孔段和2段抽采孔段三部分，其特征在于：所述封孔套管段从工作面煤层钻场连接至穿层孔段的下端，所述2段抽采孔段位于顶板裂隙带内且以双分支的形式连接在穿层孔段的上端，所述穿层孔段包含在工作面煤层和顶板裂隙带之间的S形剖面轨迹段，所述S形剖面轨迹段包含倾角单调增大段、拐点和倾角单调减小段，所述双分支抽采孔段包含平行设计且上下分层布置的上分支钻扩孔和下分支钻扩孔，所述上分支钻扩孔与穿层孔段同轴连接，所述下分支钻扩孔连接在S形剖面轨迹倾角单调减小段的侧钻分支点上；所述施工方法为：先施工封孔套管段，下管固孔；随后施工穿层孔段和上分支钻扩孔段的小直径导向孔，并钻扩形成大直径穿层孔段和上分支抽采孔段；然后在大直径穿层孔段S形剖面轨迹末段悬空侧钻下分支钻扩孔段的小直径导向孔，并钻扩形成大直径的下分支抽采孔段；最后，形成双分支大直径高位定向长钻孔。2.如权利要求1所述的双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法，其特征在于包含如下步骤：步骤一：从工作面煤层钻场进行封孔套管段的钻扩施工，其采用回转钻进工艺；步骤二：进行封孔套管段的下管固孔；步骤三：对穿层孔段和上分支钻扩孔的小直径导向孔进行随钻测量定向钻进，所述穿层孔段沿S形剖面轨迹钻进；步骤四：进行钻扩并形成大直径的穿层孔段和上分支钻扩孔，所述钻扩通过更换扩孔钻具组合，沿步骤三中形成的导向孔进行定向扩孔钻进，扩至孔底后退出扩孔钻具组合；步骤五：在大直径穿层孔段S形剖面轨迹倾角单调减小段合适位置上选定侧钻分支点，然后下入带侧钻分支钻头的定向钻具组合至分支点位置，调整造斜钻具的工具面向角界于175°至190°之间，开泵向孔内输入高压冲洗液驱动孔底螺杆马达带动侧钻分支钻头回转侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建林，李泉新，赵江鹏，方俊，王传留，王四一，姜磊，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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