一种带压水平钻孔的衬管送入装置及衬管送入方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带压水平钻孔的衬管送入装置及衬管送入方法，衬管送入装置包括若干个衬管、若干个钻杆和水平钻孔的孔口保压装置，衬管的两端设有相配合的螺纹，其内径大于钻杆的外径，孔口保压装置设有适于衬管插入并穿过的衬管通道，孔口保压装置包括从前至后依次连接的三通管短节、闸板阀、第一衬管夹持器、防喷器、第一筒体、第二筒体、第二衬管夹持器和环形密封器，第一筒体与第二筒体螺纹连接，螺纹扣型与螺纹连接后的两个衬管之间的螺纹扣型相同。通过本发明专利技术可以将衬管依次连接好后送入带压的水平钻孔内，位于钻孔内的衬管可以完全杜绝塌孔堵塞钻孔的情况发生，保证钻孔产气通道的长期安全通畅，保证煤层气抽采量的持续稳定。

A liner feeding device and method for horizontal drilling with pressure

【技术实现步骤摘要】
一种带压水平钻孔的衬管送入装置及衬管送入方法
本专利技术涉及一种带压水平钻孔的衬管送入装置及衬管送入方法，属于水平式钻井和煤层气开采领域。
技术介绍
在煤矿巷道内开采煤层气时，通常采用水平式钻井，其钻孔方式主要分为常压钻孔和带压钻孔。我国部分地区如云南、贵州等产煤区的煤质比较松软、地应力相对较大，终孔退出钻具后，孔内在很短时间内就会发生大面积塌块掉渣现象，严重时会完全堵塞了钻孔，造成煤层气抽采量急速衰减，无法实现原计划抽采目标。对于煤质松软的煤层，带压钻孔相比于常压钻孔更易实现更长的钻孔深度，对钻孔内塌孔现象也有一定的抑制作用，但在长期的排采中仍然杜绝不了塌孔堵塞钻孔的情况，无法保证钻孔产气通道的长期安全通畅。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种带压水平钻孔的衬管送入装置及采用该装置的衬管送入方法，可有效杜绝在水平钻孔内排采煤层气时出现塌孔的情况。本专利技术实现上述目的的技术方案是：一种带压水平钻孔的衬管送入装置，包括若干个衬管、若干个钻杆和水平钻孔的孔口保压装置，所述衬管设有轴向中空的管孔，所述衬管的内径大于所述钻杆的外径，所述孔口保压装置设有适于所述衬管插入并穿过的衬管通道，所述孔口保压装置包括从前至后依次同轴可拆卸连接的三通管短节、闸板阀、第一衬管夹持器、防喷器、第一筒体、第二筒体、第二衬管夹持器和环形密封器，所述第一筒体与所述第二筒体螺纹连接，所述衬管的两端设有相配合的螺纹，所述第一筒体和所述第二筒体之间的螺纹扣型与螺纹连接后的两个所述衬管之间的螺纹扣型相同，所述三通管短节的第一出口连接所述闸板阀，所述三通管短节的第二出口上安装截止阀，所述第一筒体上安装有泄压阀。优选的，所述第一筒体的后端设有外螺纹，所述第二筒体的前端设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述外螺纹的轴向长度不小于1米。优选的，所述第一衬管夹持器包括环形壳体，所述环形壳体设有轴向贯穿的夹持器轴孔，所述环形壳体的径向两侧对称安装有液压缸，所述液压缸为双作用单活塞杆式液压缸，所述液压缸的活塞杆的端部安装有无牙卡瓦，所述无牙卡瓦朝向所述夹持器轴孔，所述壳体上设有适于所述活塞杆和所述无牙卡瓦往复运动的径向通道，所述环形壳体上设有与所述液压缸的油腔连通的油口，所述第二衬管夹持器与所述第一衬管夹持器的结构相同。优选的，所述防喷器为半封闸板防喷器。优选的，所述环形密封器包括筒状壳体、筒状胶芯和筒状活塞，三者的内径相同，所述筒状活塞的一端设有径向向外的凸缘部，所述筒状壳体的内壁上设有径向向外的台阶状的凹槽，所述凹槽的第一台阶槽的内径大于第二台阶槽的内径，所述筒状胶芯和所述凸缘部同轴安装在所述第一台阶槽内，所述筒状活塞的等径部滑动密封安装在所述第二台阶槽内，所述凸缘部前端与所述筒状胶芯抵接，所述凸缘部的后端与所述第一台阶槽的侧壁之间留有间隙，所述筒状壳体上设有内外贯穿并与所述间隙连通的液压通道。优选的，所述衬管上均匀密布有多个内外贯穿的缝隙。优选的，若干个所述衬管中一个衬管的前端设有钻头，若干个所述钻杆中的一个钻杆的前端连接有单向阀短节，所述单向阀短节的前端连接有插入头短节，所述插入头短节设有前后贯穿的插入头短节轴孔，所述插入头短节包括位于前端的插入部和位于后端连接部，所述钻头的后端设有适于所述插入部插入并径向固定的固定槽。一种采用所述带压水平钻孔的衬管送入装置的衬管送入方法，包括以下步骤：(1)将所述孔口保压装置的前端与水平钻孔的封孔管同轴连接，关闭所述闸板阀；(2)将带钻头的第一衬管从所述孔口保压装置的后端插入所述衬管通道，并将所述第一衬管向前推送至刚穿过所述环形密封器的位置，关闭所述环形密封器，打开所述闸板阀；(3)继续将所述第一衬管向前推送至刚穿过所述防喷器的位置，关闭所述第一衬管夹持器夹持住所述第一衬管，关闭所述防喷器；(4)打开所述泄压阀，卸掉所述防喷器与所述环形密封器之间的衬管通道内的压力，打开所述环形密封器；(5)将第二衬管从所述孔口保压装置的后端插入所述衬管通道，并将所述第二衬管向前推送至刚穿过所述环形密封器的位置，关闭所述第二衬管夹持器夹持住所述第二衬管，关闭所述环形密封器，打开所述防喷器；(6)旋转所述第二筒体，使所述第一筒体的后端旋入所述第二筒体的前端，所述第二筒体带动所述第二衬管向前旋转，使所述第二衬管的前端逐渐靠近并旋接于所述第一衬管的后端，打开所述第一衬管夹持器和所述第二衬管夹持器；(7)将所述第二衬管向前推送至刚穿过所述防喷器的位置，关闭所述第一衬管夹持器夹持住所述第二衬管，关闭所述防喷器；(8)重复步骤(4)至步骤(7)，持续向所述衬管通道内插入衬管，直至将所述第一衬管推送至采气层，将最后一个衬管向前推送至刚穿过所述闸板阀的位置，关闭所述闸板阀；(9)拆除所述孔口保压装置上的所述闸板阀后面的部件。优选的，所述步骤(2)、步骤(3)和步骤(7)中的各衬管采用插入衬管的管孔内的钻杆或依次连接的若干个钻杆向前推送，所述步骤(5)中的衬管在插入所述衬管通道时采用所述钻杆或依次连接的若干个钻杆导向。优选的，所述步骤(2)中，将所述第一衬管插入所述衬管通道后，将带有所述单向阀短节和所述插入头短节的第一钻杆从所述第一衬管的后端插入其管孔内，使所述插入部插入所述固定槽，通过向前推动所述第一钻杆从而向前推送所述第一衬管，所述环形密封器关闭后，所述筒状胶芯夹持所述第一钻杆并密封环形密封器轴孔壁与所述第一钻杆之间的环形空间；所述步骤(3)中，在所述第一钻杆的后端连接第二钻杆，通过向前推动所述第二钻杆从而继续向前推送所述第一衬管，所述防喷器关闭后，所述半封胶芯夹持所述第一钻杆并密封防喷器轴孔壁与所述第一钻杆之间的环形空间；所述步骤(5)中，将所述第二衬管套装在所述第二钻杆上后再插入所述衬管通道，所述环形密封器关闭后，所述筒状胶芯夹持所述第二钻杆并密封所述环形密封器轴孔壁与所述第二钻杆之间的环形空间；所述步骤(7)中，在所述第二钻杆的后端连接第三钻杆，通过向前推动所述第三钻杆从而继续向前推送所述第二衬管，所述防喷器关闭后，所述半封胶芯夹持所述第二钻杆并密封所述防喷器轴孔壁与所述第二钻杆之间的环形空间；所述步骤(8)中，在最后一个钻杆的后端再连接一个或若干个钻杆，通过向前推动再次连接的钻杆从而向前推送最后一个衬管，关闭所述闸板阀之前，从所述衬管通道中向后退出所有钻杆。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过所述孔口保压装置可以将衬管依次连接好后送入带压的水平钻孔内，衬管送入水平钻孔内的过程中，水平钻孔内的压力不外泄，送入水平钻孔内的连接好后的衬管可以完全杜绝塌孔堵塞水平钻孔的情况发生，即使发生塌孔，衬管也会对塌块起到支撑和阻挡作用，保证钻孔产气通道的长期安全通畅，保证煤层气抽采量的持续稳定。2、本专利技术通过旋转所述第二筒体即可简单方便地将先后插入所述孔口保压装置内的相邻的两个衬管固定连接，从而有效地保证相邻的衬管之间连接稳固，不存在断连的情况，进而保证对塌块的支撑和阻挡作用，避免钻孔产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于包括若干个衬管、若干个钻杆和水平钻孔的孔口保压装置，所述衬管设有轴向中空的管孔，所述衬管的内径大于所述钻杆的外径，所述孔口保压装置设有适于所述衬管插入并穿过的衬管通道，所述孔口保压装置包括从前至后依次同轴可拆卸连接的三通管短节、闸板阀、第一衬管夹持器、防喷器、第一筒体、第二筒体、第二衬管夹持器和环形密封器，所述第一筒体与所述第二筒体螺纹连接，所述衬管的两端设有相配合的螺纹，所述第一筒体和所述第二筒体之间的螺纹扣型与螺纹连接后的两个所述衬管之间的螺纹扣型相同，所述三通管短节的第一出口连接所述闸板阀，所述三通管短节的第二出口上安装截止阀，所述第一筒体上安装有泄压阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于包括若干个衬管、若干个钻杆和水平钻孔的孔口保压装置，所述衬管设有轴向中空的管孔，所述衬管的内径大于所述钻杆的外径，所述孔口保压装置设有适于所述衬管插入并穿过的衬管通道，所述孔口保压装置包括从前至后依次同轴可拆卸连接的三通管短节、闸板阀、第一衬管夹持器、防喷器、第一筒体、第二筒体、第二衬管夹持器和环形密封器，所述第一筒体与所述第二筒体螺纹连接，所述衬管的两端设有相配合的螺纹，所述第一筒体和所述第二筒体之间的螺纹扣型与螺纹连接后的两个所述衬管之间的螺纹扣型相同，所述三通管短节的第一出口连接所述闸板阀，所述三通管短节的第二出口上安装截止阀，所述第一筒体上安装有泄压阀。


2.如权利要求1所述的带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于所述第一筒体的后端设有外螺纹，所述第二筒体的前端设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述外螺纹的轴向长度不小于1米。


3.如权利要求2所述的带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于所述第一衬管夹持器包括环形壳体，所述环形壳体设有轴向贯穿的夹持器轴孔，所述环形壳体的径向两侧对称安装有液压缸，所述液压缸为双作用单活塞杆式液压缸，所述液压缸的活塞杆的端部安装有无牙卡瓦，所述无牙卡瓦朝向所述夹持器轴孔，所述壳体上设有适于所述活塞杆和所述无牙卡瓦往复运动的径向通道，所述环形壳体上设有与所述液压缸的油腔连通的油口，所述第二衬管夹持器与所述第一衬管夹持器的结构相同。


4.如权利要求3所述的带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于所述防喷器为半封闸板防喷器。


5.如权利要求4所述的带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于所述环形密封器包括筒状壳体、筒状胶芯和筒状活塞，三者的内径相同，所述筒状活塞的一端设有径向向外的凸缘部，所述筒状壳体的内壁上设有径向向外的台阶状的凹槽，所述凹槽的第一台阶槽的内径大于第二台阶槽的内径，所述筒状胶芯和所述凸缘部同轴安装在所述第一台阶槽内，所述筒状活塞的等径部滑动密封安装在所述第二台阶槽内，所述凸缘部前端与所述筒状胶芯抵接，所述凸缘部的后端与所述第一台阶槽的侧壁之间留有间隙，所述筒状壳体上设有内外贯穿并与所述间隙连通的液压通道。


6.如权利要求1、2、3、4或5所述的带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于所述衬管上均匀密布有多个内外贯穿的缝隙。


7.如权利要求6所述的带压水平钻孔的衬管送入装置，其特征在于若干个所述衬管中一个衬管的前端设有钻头，若干个所述钻杆中的一个钻杆的前端连接有单向阀短节，所述单向阀短节的前端连接有插入头短节，所述插入头短节设有前后贯穿的插入头短节轴孔，所述插入头短节包括位于前端的插入部和位于后端连接部，所述钻头的后端设有适于所述插入部插入并径向固定的固定槽。


8.一种采用如权利要求1-7所述的带压水平钻孔的衬管送入装置的衬管送入方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将所述孔口保压装置的前端与水平钻孔的封孔管同轴连接，关闭所述闸...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：张海轩，
类型：发明
国别省市：河南;41