煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法，包括防溜接头和插接套管，所述的防溜接头包括第一管体，所述的第一管体的侧壁上沿周向均匀开设有多个矩形槽，每个所述的矩形槽中均设置有防溜结构，本发明专利技术中防溜接头与插接套管之间以及相邻的插接套管之间均采用插接的连接方式，通过第一环形卡扣和环形卡扣槽配合连接，通过设置在母接头上螺钉孔和外部螺钉配合，解决了现有技术中螺纹连接式套管中存在的效率低下，防溜接头采用可伸缩的支腿，通过控制水压控制支腿的伸缩，对于大角度上仰孔中，能够有效的防止钻孔内插接套管下溜，解决了现有技术中大角度仰孔中套管易下溜的技术问题。孔中套管易下溜的技术问题。孔中套管易下溜的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法


[0001]本专利技术属于钻探设备领域，涉及密封套管，具体是一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法。

技术介绍

[0002]大直径钻孔(孔径≥)在采空区瓦斯抽采、巷道通风、抢险救援及井下管道铺设等领域应用广泛，大直径钻孔施工前期，需要在钻孔孔口端下入套管进行封孔，是确保钻孔轨迹大位移调整、高压含水体和气体控制、破碎地层防护的基础，施工后期，为了避免因钻孔局部地层破碎塌孔影响钻孔后期使用，需要下放钻孔护孔套管至特定深度。套管的规格及下放深度应结合工程目的及地质条件确定，并根据钻孔施工要求下放到位，目前大直径钻孔孔口套管规格较多，单根长度多为1～1.5m，单根重量大于25Kg，大多数套管采用螺纹连接的形式以保证套管的整体性及连接强度。
[0003]现有技术中，套管下放连接操作主要采用人工拧扣方式，随着钻孔直径的增加以及套管直径的增大，套管刚度与重量随之增大，导致人工拧扣连接套管存在诸多问题：首先，因套管直径大，人工拧卸操作非常不便，对扣难度大，拧扣速度慢导致套管下放作业效率低；其次，套管质量随套管直径的增加不断增大，无形中增加了套管拧扣作业劳动强度；尤其当开孔高度较高的大直径钻孔为大角度上仰孔时，此类钻孔下放套管时需搭建作业平台，通过钻场顶部倒链配合吊带将钻孔内套管拉紧，其目的是防止套管下溜伤人或者溜至钻钻孔内，但该方法需多名工作人员在套管附近配合操作，仍存在一定的安全隐患，并且加接套管时需要多名工作人员登高作业来实施人工对扣并手动拧紧，不仅增加了劳动强度，还增加了安全风险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法，解决现有技术中螺纹连接式套管中存在的效率低下以及套管易下溜的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一方面，本专利技术公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管，包括防溜接头和插接套管，所述的防溜接头包括第一管体，所述的第一管体的侧壁上沿周向均匀开设有多个矩形槽，每个所述的矩形槽中均设置有防溜结构，所述的第一管体的轴向后端面边缘周向开设有环槽，所述的环槽中设置有压环，所述的环槽的轴向后端面与压环的轴向前端面之间形成第一腔体，所述的第一管体的轴向后端上设置有母接头，该母接头的外圆直径小于环槽的内圆直径；
[0007]所述的防溜结构包括支腿座、固定设置在支腿座上的支腿以及与支腿同轴设置的弹簧座，所述的弹簧座上设置有与支腿同轴的弹簧，所述的支腿座的两侧设置有凸台，所述的凸台与其所在的矩形槽的内壁形成第二腔体；
[0008]所述的环槽的内壁上设置有与每个矩形槽位置对应的导流槽，所述的导流槽内开设有连通第一腔体和第二腔体的过流孔；所述的压环上开设有注水孔，该注水孔与第一腔体连通，所述的注水孔中安装有注水接头；
[0009]所述的矩形槽的开口处绕其边缘一周设置有与矩形槽同轴的盖板槽，所述的盖板槽上固定设置有盖板，所述的盖板上开设有通孔，该通孔的直径大于支腿且小于弹簧的横截面直径；
[0010]所述的插接套管包括第二管体和设置在第二管体两端的公接头和母接头，所述的公接头的外壁成凸台设置，所述的公接头的外壁上沿轴向均匀设置有多个第一环形卡扣，公接头的外壁上沿周向均匀设置有卡缝，每一条所述的卡缝的末端均设置有应力分散孔；
[0011]所述的母接头内壁上设置有多个与公接头外壁上的第一环形卡扣对应的环形卡扣槽，所述的每一个环形卡扣槽之间设置有螺钉孔，所述的螺钉孔与所述的卡缝交错设置；
[0012]所述的第一环形卡扣的外径与环形卡扣槽的内径相等，所述的第一环形卡扣的外径与环形卡扣槽的轴向长度对应相等。
[0013]进一步的，上述方案还包括以下技术特征：
[0014]所述的注水接头与外部静压水或水泵相连。
[0015]所述的压环与环槽的内壁、母接头的外壁之间分别设置有第一密封圈。
[0016]所述的盖板通过螺钉固定设置在盖板槽上。
[0017]所述的公接头的外壁上设置有第二密封圈。
[0018]所述的应力分散孔的直径大于卡缝的宽度。
[0019]另一方面，本专利技术还公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔工装，包括推送器和起拔器，所述的推送器包括沿轴向依次相连的第一连接体、外接插体和导向体，所述的导向体的外径与公接头上的第一环形卡扣的直径相等；所述的导向体与公接头上的第一环形卡扣的轴向长度相等；
[0020]所述的起拔器包括依次相连的第二连接体、外密封体和卡扣段，所述的卡扣段上沿轴向均匀设置有多个第二环形卡扣，所述的第二环形卡扣的尺寸与第一环形卡扣的尺寸相同。
[0021]进一步的，上述煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔工装还包括以下技术特征：
[0022]所述的第一连接体和第二连接体与外部的钻机的钻杆均为螺纹连接。
[0023]所述的外密封体上设置有多个第三密封圈。
[0024]另一方面，本专利技术还公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔方法，包括插接套管下放方法和插接套管起拔方法，具体包括以下步骤：
[0025]所述的插接套管下放方法包括以下步骤：
[0026]步骤一，在钻孔孔口将防溜接头与第一根插接套管连接，并在防溜接头的注水接头上连接静压水或水泵的软管；
[0027]步骤二，将连接好的防溜接头及第一根插接套管置于钻孔内，并确保第一根插接套管的母接头外露30～50cm；
[0028]步骤三，将静压水或水泵打开，水流沿着软管进入防溜接头的第一腔体，并通过过流孔流至第二腔体，进而推动支腿伸出，并支撑在孔壁上；
[0029]步骤四，将第二根插接套管的公接头插入第一根插接套管的母接头内，使第二根插接套管上第一环形卡扣完全卡入第一根插接套管的环形卡扣槽内，在第一根插接套管的母接头上的螺钉孔内装入对应规格的螺钉；
[0030]步骤五，将推送器的第一连接体安装在钻机的钻杆前端，并通过钻杆将推送器的导向体和外插接体分别插入第二根插接套管的母接头内；
[0031]步骤六，将软管内水流卸压，支腿在弹簧作用下沿径向向里移动，并收入至矩形槽内，使用钻机推动钻杆带动推送器将第二根插接套管推入钻孔内，使第二根插接套管的母接头外露30～50cm，执行步骤三将防溜接头的支腿伸出，将钻孔内连接后的插接套管固定在孔壁上；
[0032]步骤七，回撤钻杆与推送器，使推送器前端留够第三根插接套管下放距离；重复步骤四至步骤六，依次逐根下入余下插接套管；
[0033]所述的插接套管起拔方法具体包括以下步骤：
[0034]步骤1，首先执行套管下放方法中的步骤三将防溜接头的支腿伸出，将起拔器的第二连接体安装在钻机的钻杆前端；
[0035]步骤2，通过钻杆将起拔器推送至钻孔孔口与待起拔插接套管连接，使起拔器第二环形卡扣卡入待起拔插接套管的母本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管，包括防溜接头(1)和插接套管(2)，其特征在于，所述的防溜接头(1)包括第一管体(101)，所述的第一管体(101)的侧壁上沿周向均匀开设有多个矩形槽(10101)，每个所述的矩形槽(10101)的中均设置有防溜结构(102)，所述的第一管体(101)的轴向后端面边缘周向开设有环槽(10102)，所述的环槽(10102)中设置有压环(103)，所述的环槽(10102)的轴向后端面与压环(103)的轴向前端面之间形成第一腔体(104)，所述的第一管体(101)的轴向后端上设置有母接头，该母接头的外圆直径小于环槽(10102)的内圆直径；所述的防溜结构(102)包括支腿座(10201)、固定设置在支腿座(10201)上的支腿(10202)以及与支腿(10202)同轴设置的弹簧座(10203)，所述的弹簧座(10203)上设置有与支腿(10202)同轴的弹簧(10204)，所述的支腿座(10201)的两侧设置有凸台(10205)，所述的凸台(10205)与其所在的矩形槽(10101)的内壁形成第二腔体(105)；所述的环槽(10102)的内壁上设置有与每个矩形槽(10101)位置对应的导流槽(10103)，所述的导流槽(10103)内开设有连通第一腔体(104)和第二腔体(105)的过流孔(10104)；所述的压环(103)上开设有注水孔(106)，该注水孔与第一腔体(104)连通，所述的注水孔(106)中安装有注水接头(107)；所述的矩形槽(10101)的开口处绕其边缘一周设置有与矩形槽(10101)同轴的盖板槽(10105)，所述的盖板槽(10105)上固定设置有盖板(108)，所述的盖板(108)上开设有通孔，该通孔的直径大于支腿(10202)且小于弹簧(10204)的横截面直径；所述的插接套管(2)包括第二管体(201)和设置在第二管体(201)两端的公接头(202)和母接头(203)，所述的公接头(202)的外壁上沿轴向均匀设置有多个第一环形卡扣(20201)，第一环形卡扣(20201)的直径小于第二管体(201)的外径；公接头(202)的外壁上沿周向均匀设置有卡缝(20202)，每一条所述的卡缝(20202)的末端均设置有应力分散孔(20203)；所述的母接头(203)内壁上设置有多个与公接头(202)外壁上的第一环形卡扣(20201)对应的环形卡扣槽(20301)，所述的每一个环形卡扣槽(20301)之间设置有螺钉孔(20302)，所述的螺钉孔(20302)与所述的卡缝(20202)交错设置；所述的第一环形卡扣(20201)的外径与环形卡扣槽(20301)的内径相等，所述的第一环形卡扣(20201)的外径与环形卡扣槽(20301)的轴向长度对应相等。2.如权利要求1所述的煤矿井下大直径防溜插接密封套管，其特征在于，所述的注水接头(107)与外部静压水或水泵相连。3.如权利要求1所述的煤矿井下大直径防溜插接密封套管，其特征在于，所述的压环(103)与环槽(10102)的内壁、母接头的外壁之间分别设置有第一密封圈(109)。4.如权利要求1所述的煤矿井下大直径防溜插接密封套管，其特征在于，所述的盖板(108)通过螺钉固定设置在盖板槽(10105)上。5.如权利要求1所述的煤矿井下大直径防溜插接密封套管，其特征在于，所述的公接头(202)的外壁上设置有第二密封圈(1010)。6.如权利要求1所述的煤矿井下大直径防溜插接密封套管，其特征在于，所述的应力分散孔(20203)的直径大于卡缝(20202)的宽度。7.一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔工装，其特征在于，包括推送器(3)和
起拔器(4)，所述的推送器(3)包括沿轴向依次相连的第一连接体(301)、外接插体(302)和导向体(303)，所述的导向体(303)的外径与公接头(202)上的第一环形卡扣(20201)的直径相等；所述的导向体(303)与公接头(202)上的第一环形卡扣(20201)的轴向长度相等；所述的起拔器(4)包括依次相连的第二连接体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，刘建林，马强，赵建国，张宏杰，杨冬冬，王磊，王四一，
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：