【技术实现步骤摘要】
基于CO2压裂的矩形钻孔装置及钻孔掘进方法
[0001]本专利技术属于煤矿开采
，具体涉及一种基于CO2压裂的矩形钻孔装置及钻孔掘进方法。
技术介绍
[0002]根据国民经济发展趋势，在相当长的一段时间内，煤炭仍将是保障我国能源安全的稳定器和压舱石，也是我国向现代能源体系平稳过渡的重要桥梁，短期内煤炭仍将是我国的主体能源。随着煤炭开采深度逐渐增加，冲击地压等动力灾害频度不断增加。依据分形原理，矩形钻孔与巷道矩形断面具有更好的相似性，在冲击地压矿井中，矩形钻孔较传统的圆形钻孔更容易产生应力集中而塌孔，具有更好的卸压效果，矩形钻孔较圆形钻孔而言卸压防冲效果更明显；同时在应力监测过程中矩形断面钻孔对应力监测设备具有更好的定向作用。
[0003]另外，在碳达峰、碳中和目标推动下，CO2利用与封存逐步得到研究与应用。
[0004]因此，考虑到矩形钻孔的优势以及CO2的使用，本申请提出一种基于CO2压裂的矩形钻孔装置及钻孔掘进方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于CO2压裂的矩形钻孔装置，其特征在于，包括矩形钻头、若干用来组装钻杆的圆形钻杆、高压气泵；所述圆形钻杆之间能够进行可拆卸连接；所述圆形钻杆与矩形钻头之间进行可拆卸连接；所述矩形钻头的侧壁上设置有若干贯通轴向端面的钻头进气通道，所述矩形钻头的中部空腔为钻头抽气通道；所述矩形钻头矩形钻孔端的钻头进气通道端口处设置喷嘴，靠近喷嘴的钻头抽气通道内设置岩块粉碎组件；所述圆形钻杆的侧壁上沿圆周方向均匀设置若干贯通轴向端面且能够与钻头进气通道一一对应的钻杆进气通道；所述圆形钻杆中间的圆柱形空腔形成钻杆抽气通道；所述高压气泵的进气端、出气端均与连接管组件相连；所述连接管组件与圆形钻杆相连时，所述高压气泵的进气端与圆形钻杆的钻杆抽气通道相连通、出气端与圆形钻杆的各个钻杆进气通道相连通。2.如权利要求1所述的基于CO2压裂的矩形钻孔装置，其特征在于，所述矩形钻头包括矩形段、圆形段以及用来连接矩形段、圆形段的过渡段；所述矩形段的横截面呈矩形结构，所述矩形段的侧壁上沿矩形周长方向设置有若干沿矩形段长度方向延伸的第一通道；所述矩形段中间的矩形空腔形成第一抽气通道；所述圆形段的横截面呈圆形结构，所述圆形段的侧壁上沿圆周方向均匀设置若干沿圆形段长度方向延伸的第二通道；所述第二通道与第一通道一一对应；所述圆形段中间的圆柱形空腔形成第二抽气通道；所述过渡段的侧壁上设置有若干用来连通相对应第二通道、第一通道的第三通道，所述过渡管中间的空腔形成第三抽气通道；相连通的第一抽气通道、第二抽气通道、第三抽气通道形成钻头抽气通道；相连通的第一通道、第二通道、第三通道形成钻头进气通道；所述喷嘴设置在矩形段上。3.如权利要求2所述的基于CO2压裂的矩形钻孔装置，其特征在于，所述岩块粉碎组件包括传动轴，所述传动轴的外侧壁上设置有若干破岩截齿；所述传动轴的一端与固定设置在矩形段内侧壁上的连接座进行转动连接、另一端与固定设置在矩形段内侧壁上的电机进行同轴固定连接。4.如权利要求2所述的基于CO2压裂的矩形钻孔装置，其特征在于，所述过渡段与圆形段之间内部内腔的连接处设置有过滤片，所述过滤片上设置有若干过滤孔。5.如权利要求2所述的基于CO2压裂的矩形钻孔装置，其特征在于，所述圆形钻杆包括钻杆本体，所述钻杆本体的横截面呈圆形结构，所述钻杆本体的一端同轴固定设置连接端；所述连接端的横截面呈圆形结构，所述连接端的外壁面上设置有钻杆外螺纹；所述连接端的中空内腔与钻杆抽气通道相连通；所述钻杆本体另一端钻杆抽气通道的侧壁上设置有能够与其他圆形钻杆连接端上的钻杆外螺纹进行螺纹配合的钻杆内螺纹。6.如权利要求5所述的基于CO2压裂的矩形钻孔装置，其特征在于，所述钻杆本体的两端均设置有钻杆对齐部；
所述钻杆进气通道、钻杆抽气通道均贯通钻杆本体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李青海，史卫平，秦忠诚，王昊楠，王子郡，张浩然，李照迎，刘奇，郑学军，孟昭胜，李志深，纪永虎，耿学升，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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