煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法制造方法及图纸

一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法，装置包括回收机构、侧钻本体、卡瓦、轨道壳体和导引摩擦头，所述回收机构为一环形结构以供钻具穿入，所述侧钻本体的后端设有一导引部，中部设有一锥形体，前部设有伸入轨道壳体内的移动部，所述导引部的后端连接至回收机构且在回收机构的内侧设有供固定钻头的固定销钉定位的销孔，所述导引部的前端连接至锥形体的后端，所述导引部上设有一导向斜面，所述锥形体的前端具有锥体，所述卡瓦设置于锥体外缘，所述轨道壳体前端连接至导引摩擦头；本发明专利技术能有效解决现有煤矿井下定向钻孔分支孔钻进中开孔难度大、孔眼不规则、工艺技术复杂、效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法
本专利技术涉及煤矿井下定向钻孔的
，尤其涉及一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法。
技术介绍
定向钻孔是煤矿井下瓦斯抽采的主要方式。随着煤矿开采深度和采掘强度增加，瓦斯问题日益突出，为高效抽采瓦斯，近年来井下定向钻进技术水平不断发展，煤矿井下分支孔技术得到了迅速推广应用，目前主要依靠弯螺杆滑动钻进进行分支孔开分支，开孔难度大，孔眼轨迹不规则。一种煤矿井下定向钻进开分支井用水力膨胀可回收式斜向器及其操作方法(CN103306602A)、一种煤矿井下定向钻进开分支井用水力膨胀可回收式斜向器(CN203334957U)和煤矿井下可回收式斜向器(煤矿安全，2015，46(1)：95-97)参照油气田的钻采工具研制了一种煤矿井下定向钻进开分支井用水力膨胀可回收式斜向器，该装置可在在煤矿井下中硬岩层进行造斜开分支孔作业，效果较好，但是该装置工艺技术跟地面油井作业相类似，首先需采用送入钻具组合将装置下入孔内预设位置进行打压锚定，起出送入钻具组合后下入分支孔钻具组合进行分支孔的钻进，分支孔完成后需再下入打捞钻具组合将装置解除锚定、打捞出孔，每个分支孔需要提、送三趟钻具，工艺繁琐，程序复杂，效率低。为此，本专利技术的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法，能有效解决现有煤矿井下定向钻孔分支孔钻进中开孔难度大、孔眼不规则、工艺技术复杂、效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术公开了一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，包括回收机构、侧钻本体、卡瓦、轨道壳体和导引摩擦头，其特征在于：所述回收机构为一环形结构以供钻具穿入，所述侧钻本体的后端设有一导引部，中部设有一锥形体，前部设有伸入轨道壳体内的移动部，所述移动部轴向可滑动定位于轨道壳体内，所述导引部的后端连接至回收机构且在回收机构的内侧设有供固定钻头的固定销钉定位的销孔，所述导引部的前端连接至锥形体的后端，所述导引部上设有一导向斜面，所述锥形体的前端具有锥体，所述卡瓦设置于锥体外缘，所述轨道壳体前端连接至导引摩擦头。其中：所述移动部的外缘设有定位销，所述轨道壳体的内壁上设有供所述轨道定位销在内轴向滑动的定位轨道，以实现轴向定位滑动。其中：所述锥形体中锥体的外缘轴向为减缩的锯齿面，所述卡瓦的内壁对应锯齿面同样设置为锯齿状的内缘。其中：所述据齿面包含多段锯齿状结构，所述多段锯齿状结构均包含相同角度和距离的倾斜前段和倾斜后段，所述倾斜前段向外倾斜一外角度，所述倾斜后段向内倾斜一内角度，所述外角度小于内角度，以形成减缩的锯齿面。其中：所述卡瓦的内壁设置为锯齿结构，且所述锯齿结构由减缩状的形状不同的多个锯齿组成以形成更有效的锁定力。其中：所述回收机构的内壁设有定位凸起，以与钻具的定向引鞋槽配合定位。其中：所述导引摩擦头的后端设有一半圆凸起，所述轨道壳体的前端设有一容置半圆凸起的半圆凹槽，一活动连接结构包含贯穿半圆凸起且两端固定于半圆凹槽内壁的固定销。其中：所述导向斜面上设有耐磨层或镶嵌有多个滚珠。还公开了一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：采用定向钻具组合完成水平井分支孔主孔的钻进；步骤2：将钻头设置在回收机构内侧，钻头通过固定销钉固定，钻头的丝扣连接部分穿过回收机构后与定向钻具相连接，标定定向短节和导向斜面的相对方位，将侧钻本体上的定位销设置在轨道壳体内的短定位轨道一端；步骤3：推送定向钻具组合至分支孔开孔位置；步骤4：回拉定向钻具组合100-600mm，调整侧钻本体上导向斜面的方位，推送定向钻具组合至遇阻，逐渐加大推送力，至定向钻具产生震动，遇阻解除；步骤5：继续推送定向钻具组合至再次遇阻，开启泥浆泵、启动动力头，钻进分支孔；步骤6：分支孔钻进完毕后回撤定向钻具组合至下一分支孔开孔位置；步骤7：旋转钻机动力头调整导向斜面方位；步骤8：缓慢推送定向钻具组合至遇阻，开启泥浆泵、启动动力头，钻进下一分支孔；步骤9：依次类推完成多个分支孔的钻进；步骤10：完成后回拉钻具，起出侧钻装置。通过上述内容可知，本专利技术的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置及方法具有如下效果：1、结构简单，操作方便，能够解决现有煤矿井下定向钻孔分支孔钻进中开孔难度大、孔眼不规则、工艺技术复杂、效率低的问题。2、方法更为高效，程序较为便捷，有效提高施工效率，且控制分支孔方位更为准确，实现分支孔的回转钻进，提高钻进效率。本专利技术的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。附图说明图1显示了本专利技术的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置的结构示意图。图2显示了图1中A-A向的剖面示意图。图3显示了本专利技术中锚定机构锯齿面示意图；图中：1.回收机构，2.固定销钉，3.导向斜面，4.锥形体，5.卡瓦，6.定位轨道，7.定位销，8.轨道壳体，9.活动连接部分，10.导引摩擦头，11.锯齿面。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参见图1至图3，显示了本专利技术的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置。所述煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置包括回收机构1、侧钻本体、卡瓦5、轨道壳体8和导引摩擦头10，同时参见图2，所述回收机构1为一环形结构以供钻具穿入，所述侧钻本体的后端设有一导引部，中部设有一锥形体4，前部设有伸入轨道壳体8内的移动部，所述移动部轴向可滑动定位的容置于轨道壳体8内，所述导引部的后端连接至回收机构1且在回收机构1的内侧设有一供固定钻头的固定销钉2定位的销孔，所述固定销钉2为一剪切式销钉，以在收到一定震动和剪切力时发生破坏，实现钻头与侧钻装置的分离，所述导引部的前端连接至锥形体4的后端，所述锥形体4的后端设有一导向斜面3，所述导向斜面3为倾斜一定角度的斜面，以提供钻头沿该斜面钻入定向的分支孔，所述锥形体4的前端具有锥体，所述卡瓦5设置于锥体的外缘，所述移动部的外侧设有定位销7，所述轨道壳体8的内壁上设有供所述轨道定位销7在内滑动的定位轨道6，以实现定位滑动，所述轨道壳体8的前端通过活动连接部分9连接至导引摩擦头10。其中，参见图3，为实现卡瓦5和锥体之间的有效配合，所述锥形体4中锥体的外缘轴向为减缩的锯齿面11，所述卡瓦5的内壁对应锯齿面11同样设置为锯齿状的内缘，优选的是，所述据齿面11包含多段锯齿状结构，所述多段锯齿状结构均包含相同角度和距离的倾斜前段和倾斜后段，所述倾斜前段向外倾斜一外角度，所述倾斜后段向内倾斜一内角度，所述外角度小于内角度，以形成减缩的锯齿面。优选的是，所述卡瓦5的外壁设置为锯齿结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，包括回收机构、侧钻本体、卡瓦、轨道壳体和导引摩擦头，其特征在于：/n所述回收机构为一环形结构以供钻具穿入，所述侧钻本体的后端设有一导引部，中部设有一锥形体，前部设有伸入轨道壳体内的移动部，所述移动部轴向可滑动定位于轨道壳体内，所述导引部的后端连接至回收机构且在回收机构的内侧设有供固定钻头的固定销钉定位的销孔，所述导引部的前端连接至锥形体的后端，所述导引部上设有一导向斜面，所述锥形体的前端具有锥体，所述卡瓦设置于锥体外缘，所述轨道壳体前端连接至导引摩擦头。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，包括回收机构、侧钻本体、卡瓦、轨道壳体和导引摩擦头，其特征在于：
所述回收机构为一环形结构以供钻具穿入，所述侧钻本体的后端设有一导引部，中部设有一锥形体，前部设有伸入轨道壳体内的移动部，所述移动部轴向可滑动定位于轨道壳体内，所述导引部的后端连接至回收机构且在回收机构的内侧设有供固定钻头的固定销钉定位的销孔，所述导引部的前端连接至锥形体的后端，所述导引部上设有一导向斜面，所述锥形体的前端具有锥体，所述卡瓦设置于锥体外缘，所述轨道壳体前端连接至导引摩擦头。


2.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，其特征在于：所述移动部的外缘设有定位销，所述轨道壳体的内壁上设有供所述轨道定位销在内轴向滑动的定位轨道，以实现轴向定位滑动。


3.如权利要求1所述的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，其特征在于：所述锥形体中锥体的外缘轴向为减缩的锯齿面，所述卡瓦的内壁对应锯齿面同样设置为锯齿状的内缘。


4.如权利要求3所述的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，其特征在于：所述据齿面包含多段锯齿状结构，所述多段锯齿状结构均包含相同角度和距离的倾斜前段和倾斜后段，所述倾斜前段向外倾斜一外角度，所述倾斜后段向内倾斜一内角度，所述外角度小于内角度，以形成减缩的锯齿面。


5.如权利要求3所述的煤矿井下定向钻孔分支孔侧钻装置，其特征在于：所述卡瓦的内壁设置为锯齿结构，且所述锯齿结构由减缩状的形状不同的多个锯齿组成以形成更有效的锁定力。


6.如权利要求1所述的煤矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞涛，姜在炳，张群，殷新胜，舒建生，杜天林，李浩哲，
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