采用气动柔性刀具的卸压增透的方法技术

本申请提出了一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将空压机、高压气管、钻机、钻杆、气动柔性刀具以及割缝装置依次连接；步骤2、调整钻杆位置，将所述割缝装置移至煤孔内目标位置；步骤3、打开空压机，将高压气体通过所述高压气管和所述钻杆输送至所述气动柔性刀具；步骤4、所述气动柔性刀具带动所述割缝装置旋转，以完成对所述煤孔的割缝增透。该方法具有安全、高效、低成本的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
采用气动柔性刀具的卸压增透的方法


[0001]本申请涉及煤层瓦斯抽采领域，尤其涉及一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法。

技术介绍

[0002]煤层气作为我国的基础能源和工业原料，被列为能源科技创新战略重点，随着国家经济发展，我国对能源需求量急剧增长，煤层气的高效开采不仅能解决我国能源紧张问题，对我国煤矿的安全生产、节能减排及环境治理也具有重要意义。我国煤层地质构造复杂，大部分是透气性低、渗透性差的松软煤层，开采过程中，经常出现井壁坍塌、渗透率降低等问题，因此提高松软煤层的开采率和利用率尤为重要。
[0003]卸压增透是强化瓦斯抽采和防治瓦斯灾害的重要手段。由于储层天然裂隙、层理较为发育，水对煤体浸润软化作用明显，目前采用的水力造穴、水力压裂、水射流扩孔、水力割缝等卸压增透技术并不适用松软煤层，导致钻井过程中会出现井壁坍塌、水锁、抱钻、塌孔等负面效果，减弱了瓦斯抽采效果，并且水资源耗费较多，不易回收。此外，利用高压磨料气体射流破煤卸压增透，高速气体加速磨料，会对管道和喷嘴造成极大的破坏，磨料和煤渣混合，难以回收利用，施工成本较高，产生的磨料颗粒散布于空气中，污染作业环境，危害施工人员健康。
[0004]为了有效抽采煤层瓦斯，如专利“煤矿井下脉冲水利割缝
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压裂一体化增透抽采装置及方法”（CN201510076753.5）利用脉冲水压发生系统进行水力压裂，对压裂孔放水，能起到有效抽采煤层瓦斯的作用。但是，该方法对松软煤层有一定的局限性，易发生水锁现象，水对瓦斯的运移及解吸也有一定的负面影响。专利“高压磨料气体射流破煤卸压增透设备及方法”（CN201510006074.0）虽然避免了水力冲孔时出现的塌孔问题，但对实验设备造成了一定的损害，实验成本较高，污染环境。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本申请的目的在于提出一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，该方法具有安全、高效、低成本的优点。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例提出了一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将空压机、高压气管、钻机、钻杆、气动柔性刀具以及割缝装置依次连接；步骤2、调整钻杆位置，将所述割缝装置移至煤孔内目标位置；步骤3、打开空压机，将高压气体通过所述高压气管和所述钻杆输送至所述气动柔性刀具；步骤4、所述气动柔性刀具带动所述割缝装置旋转，以完成对所述煤孔的割缝增透；其中，所述气动柔性刀具包括限定有多个气体通道的壳体，每个所述气体通道内部配置有转子组件，所述转子组件包括一体成型的第一转子盘和第二转子盘，所述第一转子盘和所述第二转子盘均能够被流经的气体驱动旋转，所述转子组件输出端的行星轮与形成在所述壳体的齿圈啮合，所
述齿圈的轴线处布置有与所述行星轮啮合的太阳轮，所述太阳轮的输出端配置有所述割缝装置。
[0008]根据本申请实施例提出的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，通过气体通道与转子组件的配合，可以将气体压能转换成转子盘的旋转动能，通过行星轮与太阳轮的配合，可以将转子盘的旋转动能以柔性扭矩的形式输出至割缝装置，进而实现对松软煤层的割缝卸压增透的目的，具有安全、高效、低成本的优点。
[0009]另外，根据本申请提出的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法还可以具有如下附加技术特征：进一步地，所述壳体与所述钻杆同轴地布置。
[0010]进一步地，多个所述气体通道在所述壳体内成旋转对称布置。
[0011]进一步地，所述气体通道的进气口与所述钻杆连通。
[0012]进一步地，所述气体通道的出气口形成在所述壳体的周面。
[0013]进一步地，所述转子组件还包括固接在所述气体通道内的固定盘，所述转子盘转动连接在所述固定盘。
[0014]进一步地，所述固定盘上构造有均匀分布的第一气孔。
[0015]进一步地，所述第一转子盘和所述第二转子盘间配置有导向轮。
[0016]进一步地，所述第一转子盘和所述第二转子盘的端面构造有。
[0017]进一步地，所述割缝装置包括配置在所述太阳轮的输出轴的周面的柔性刀具，以及配置在所述太阳轮的输出轴的端面的钻头。
附图说明
[0018]下面将参照附图对本申请的示例性实施例进行详细描述，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本申请，而不是对本申请范围的限制，在附图中：图1是根据本申请实施例的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法的流程图；图2是根据本申请实施例的气动柔性刀具的安装示意图；图3是根据本申请实施例的气动柔性刀具的示意图；图4是根据本申请实施例的气体通道的进气口的分布示意图；图5是根据本申请实施例的固定盘的示意图；图6是根据本申请实施例的第一转子盘的示意图；图7是根据本申请实施例的导向轮的示意图；图8是根据本申请实施例的第二转子盘的示意图；图9是根据本申请实施例的行星轮的分布示意图；附图标记：1、气动柔性刀具；2、钻杆；3、钻机；4、高压气管；5、空压机；6、煤层；
7、割缝；10、壳体；20、气体通道；30、转子组件；40、行星轮；50、太阳轮；60、割缝装置；11、主气路；12、齿圈；21、进气口；22、出气口；31、第一转子盘；311、第一导流槽；312、第一缝隙；32、第二转子盘；321、第二导流槽；322、第二缝隙；33、固定盘；331、第一气孔；332、固定轴；34、导向轮；341、第二气孔；35、转子盘输出轴；51、太阳轮输出轴；511、连接孔；52、装配孔；61、链条；611、连接栓；612、切割齿；62、钻头。
具体实施方式
[0019]下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。但是，本领域技术人员应当理解，这些示例性实施例并不意味着对本申请形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，且为简要起见，省略了其他的部件，但这并不表明不可以包括其他部件。应当理解，附图中各部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本申请的限制。
[0020]在本文中，除非另有说明，否则“轴向”表示割缝装置60围绕其旋转的旋转轴线的延伸方向，“径向”表示相对于旋转轴线而言的径向方向，“周向”表示相对于旋转轴线而言
的周向方向，即环绕旋转轴线的方向。
[0021]如图1至图9所示，根据本申请实施例的一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法包括以下步骤：步骤1、将空压机5、高压气管4、钻机3、钻杆2、气动柔性刀具1以及割缝装置60依次连接；步骤2、调整钻杆2的位置，将割缝装置60移至煤层6中煤孔的目标位置；步骤3、打开空压机5，将高压气体通过高压气管4和钻杆2输送至气动柔性刀具1；步骤4、气动柔性刀具1带动割缝装置60旋转，以完成对煤孔的割缝7的增透；其中，气动柔性刀具1包括限定有多个气体通道20的壳体10，每个气体通道20内部配置有转子组件30，转子组件30包括一体成型的第一转子盘31和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将空压机、高压气管、钻机、钻杆、气动柔性刀具以及割缝装置依次连接；步骤2、调整所述钻杆的位置，将所述割缝装置移至煤孔内目标位置；步骤3、打开所述空压机，将高压气体通过所述高压气管和所述钻杆输送至所述气动柔性刀具；步骤4、所述气动柔性刀具带动所述割缝装置旋转，以完成对所述煤孔的割缝增透；其中，所述气动柔性刀具包括限定有多个气体通道的壳体，每个所述气体通道内部配置有转子组件，所述转子组件包括一体成型的第一转子盘和第二转子盘，所述第一转子盘和所述第二转子盘均能够被流经的气体驱动旋转，所述转子组件输出端的行星轮与形成在所述壳体的齿圈啮合，所述齿圈的轴线处布置有与所述行星轮啮合的太阳轮，所述太阳轮的输出端配置有所述割缝装置。2.如权利要求1所述的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，其特征在于，所述壳体与所述钻杆同轴地布置。3.如权利要求2所述的采用气动柔性刀具的卸压增透的方法，其特征在于，多个所述气体通道在所述壳体内成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，魏建平，刘笑天，徐向宇，邓玉洁，司磊磊，张健，张宏图，温志辉，姚邦华，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：