鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具和组合孔钻探方法技术

本发明专利技术提供了一种鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具和鱼骨型注浆帷幕组合孔钻探方法，所述鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具包括扶正组件、钻头、柔性钻杆和切换组件；切换组件与扶正外壳和活塞杆连接，使扶正组件在活塞杆的一端与扶正孔内壁贴合和活塞杆一端与扶正孔内壁分离两种状态之间切换，能够减少钻取分支孔时所需步骤，提高钻探效率；之后再次瞬时增大水泵的输出水压。本发明专利技术提供的鱼骨型注浆帷幕组合孔钻探方法，应用上述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，能够钻取分支孔时所需步骤，提高钻探效率。提高钻探效率。提高钻探效率。

【技术实现步骤摘要】
鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具和组合孔钻探方法


[0001]本专利技术属于石油、煤矿和勘探用钻具
，具体涉及一种鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具和鱼骨型注浆帷幕组合孔钻探方法。

技术介绍

[0002]为了提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙，增大浆液扩散半径，从而在降低直孔数量和钻探工作量的同时保证注浆效果，减少矿方投资成本，申请人研发了一种鱼骨型注浆帷幕钻孔结构，专利申请号为：CN201610964790.4。
[0003]鱼骨型注浆帷幕钻孔结构主要包括，包括沿帷幕线布置的若干个直注浆孔，在直注浆孔内沿高度方向上的周围，还设有若干个与直孔连通的其走向向周围辐射延伸的分支孔；其中，分支孔分为造斜段和稳斜段。
[0004]因此，在钻取分支孔时，需要先使用造斜钻具完成造斜段的钻进，然后将造斜钻取取出，更换为稳斜钻具，然后才能完成稳斜段的钻进工作，操作繁琐，施工效率低下。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具和鱼骨型注浆帷幕组合孔钻探方法，旨在解决现有技术中，钻取分支孔时，需要先使用造斜钻具完成造斜段的钻进，然后将造斜钻取取出，更换为稳斜钻具，然后才能完成稳斜段的钻进工作，导致步骤繁琐，施工效率低下的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供一种鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，包括：扶正组件，包括扶正外壳、活塞座、活塞杆、球头和弹簧；所述活塞座设在所述扶正外壳内，所述活塞杆设在所述活塞座内，与所述活塞座滑动配合；所述球头一端为球形体，所述球形体与所述扶正外壳转动配合，且内部设有扶正孔，另一端设有第一连接头；所述活塞杆的一端适于插入所述球头的扶正孔内，与所述扶正孔内壁贴合，另一端侧壁上设置有凸台，所述活塞杆外还套设有弹簧，所述弹簧的两端分别顶住所述凸台和所述活塞座；所述球头内设有第一通水孔，所述活塞杆内设有与所述第一通水孔连通的第二通水孔，所述第二通水孔的内径小于所述第二通水孔的内径；钻头，与所述球头的所述第一连接头连接；柔性钻杆，与所述扶正外壳远离所述钻头的一端连接，所述柔性钻杆内设有与所述第二通水孔连通的第三通水孔；切换组件，与所述扶正外壳和所述活塞杆连接，使所述扶正组件在所述活塞杆的一端与所述扶正孔内壁贴合和所述活塞杆一端与所述扶正孔内壁分离两种状态之间切换。
[0007]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具还包括卡块，所述卡块设在所述球头远离所述活塞座的一端，所述卡块呈环形，外侧与所
述扶正外壳的内壁贴合，且通过螺钉与所述扶正外壳连接，下端与所述球头抵接，以将所述球头的所述球形体卡在所述扶正外壳内。
[0008]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述切换组件包括弹性元件、限位杆和限位模块，所述限位模块包括开设在所述凸台一侧容纳槽、设在所述容纳槽底部的钩挂台、设在所述钩挂台周围的第一滑槽与第二滑槽以及挡台，所述挡台设在所述钩挂台远离所述活塞座的一侧，所述挡台与所述钩挂台之间形成钩挂槽，所述钩挂槽呈V形结构；所述弹性元件嵌设在所述扶正外壳内，所述限位杆一端与所述弹性元件连接，以为所述限位杆提供扭矩，另一端置于所述限位模块内，适于在所述第一滑槽、所述钩挂槽和所述第二滑槽内滑动。
[0009]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述弹性元件为扭簧，所述扭簧的轴线与所述活塞杆的轴线异面垂直，所述扭簧与所述限位杆一端连接，为所述限位杆提供扭矩。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述柔性钻杆包括若干所述球头、若干导向套和若干球座，若干所述导向套首尾依次活动连接，若干所述球座分别设在若干所述导向套内，若干所述球头的所述球形体分别与若干所述球座转动配合，所述球头的所述第一连接头与相邻的所述导向套内的所述球座连接。
[0011]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述球形体外壁上设有外花键，所述球座和所述扶正外壳的一端均设置有容纳所述球形体的球形凹槽，所述球形凹槽内壁上设置有与所述外花键相配合的内花键，且所述外花键和所述内花键之间设置有所述球头摆动所需的空腔。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述球座和所述扶正外壳远离所述球形凹槽的一端均设有第二连接头，所述第二连接头与相邻的另一个所述球头上的所述第一连接头通过螺纹连接。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外花键和所述内花键均呈弧形结构。
[0014]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述导向套一端的两侧分别设置有第二卡槽和第一卡头，所述导向套另一端的一侧设置有卡入相邻的另一个所述导向套的所述第二卡槽中且卡入后两个所述导向套能够朝单侧摆动的第二卡头，所述导向套另一端的另一侧设置有卡住相邻的另一个所述导向套的所述第一卡头的第一卡槽；所述第一卡头包括与所述导向套连接的第一C型凸块，所述第一C型凸块的端部设置有台阶，所述第一卡槽包括与所述第一C型凸块配合的第一C型开口，所述第一C型开口的底端设置有卡入相邻所述导向套的所述台阶内的限位板；所述第二卡头包括与所述导向套连接的第二C型凸块，所述第二C型凸块上设置有平槽，所述第二卡槽包括与所述第二C型凸块配合的第二C型开口，所述第二C型开口两侧外壁上均设置有键槽，所述键槽设置在相邻所述导向套上的平槽的两侧，所述键槽内设置有挡板，且所述挡板的中部穿过所述平槽，两端与所述键槽连接。
[0015]第二方面，本专利技术实施例提供一种鱼骨型注浆帷幕组合孔钻探方法，应用上述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，并包括以下步骤：a、使用传统钻具钻取主孔至鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具第一个分支孔造斜点；b、将传统钻具取出，更换为所述鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，并将水泵的
出水口与所述柔性钻杆的所述第三通水孔连通，向所述鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具注水，钻取分支孔的造斜段；c、瞬时增大水泵输出的水压，使活塞杆在水压作用下向所述球头方向移动插入所述球头的所述扶正孔内，随后将水泵输出的水压调至正常水压，在此过程中，所述限位杆一端经所述第一滑槽滑入容纳槽的顶部，随后在所述弹性元件施加的扭矩的作用下，向所述钩挂槽内移动，并在所述档台的作用下落入所述钩挂槽内，使活塞杆的一端在水压减小后保持插入所述扶正孔内，此时所述扶正外壳和所述球头的轴线在同一直线上，实现直线钻进的作用，然后钻取分支孔的稳斜段；d、完成分支孔稳斜段的钻取后，再次瞬时增大水泵输出的水压，随后将水泵输出的水压调至正常水压；在此过程中，所述活塞杆进一步向所述球头方向移动，并在所述弹性元件施加的扭矩的作用下，使所述限位杆沿所述钩挂槽移动至所述第二滑槽内，脱离所述钩挂台，此时所述限位杆缺少所述钩挂台限位；同时所述活塞在所述弹簧的作用下向远离所述球头的方向移动，所述活塞杆的一端与所述扶正孔分离，所述限位杆由所述第二滑槽滑入所述第一滑槽内，将所述鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具取出，完成一个分支孔的钻取；e、重复步骤a～d，依次完成所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，其特征在于，包括：扶正组件，包括扶正外壳（10）、活塞座（11）、活塞杆（12）、球头（13）和弹簧（14）；所述活塞座（11）设在所述扶正外壳（10）内，所述活塞杆（12）设在所述活塞座（11）内，与所述活塞座（11）滑动配合；所述球头（13）一端为球形体（131），所述球形体（131）与所述扶正外壳（10）转动配合，且内部设有扶正孔（132），另一端设有第一连接头（133）；所述活塞杆（12）的一端适于插入所述球头（13）的扶正孔（132）内，与所述扶正孔（132）内壁贴合，另一端侧壁上设置有凸台（121），所述活塞杆（12）外套设所述弹簧（14），所述弹簧（14）的两端分别顶住所述凸台（121）和所述活塞座（11）；所述球头（13）内设有第一通水孔（134），所述活塞杆（12）内设有与所述第一通水孔（134）连通的第二通水孔，所述第二通水孔的内径小于所述第二通水孔的内径；钻头（20），与所述球头（13）的所述第一连接头（133）连接；柔性钻杆（30），与所述扶正外壳（10）远离所述钻头（20）的一端连接，所述柔性钻杆（30）内设有与所述第二通水孔连通的第三通水孔（32）；以及切换组件，与所述扶正外壳（10）和所述活塞杆（12）连接，使所述扶正组件在所述活塞杆（12）的一端与所述扶正孔（132）内壁贴合和所述活塞杆（12）一端与所述扶正孔（132）内壁分离两种状态之间切换。2.如权利要求1所述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，其特征在于，还包括卡块（50），所述卡块（50）设在所述球头（13）远离所述活塞座（11）的一端，所述卡块（50）呈环形，外侧与所述扶正外壳（10）的内壁贴合，且通过螺钉（51）与所述扶正外壳（10）连接，下端与所述球头（13）抵接，以将所述球头（13）的所述球形体（131）卡在所述扶正外壳（10）内。3.如权利要求1所述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，其特征在于，所述切换组件包括弹性元件（61）、限位杆（62）和限位模块，所述限位模块包括开设在所述凸台（121）一侧容纳槽、设在所述容纳槽底部的钩挂台（63）、设在所述钩挂台（63）周围的第一滑槽（64）与第二滑槽（65）以及挡台（66），所述挡台（66）设在所述钩挂台（63）远离所述活塞座（11）的一侧，所述挡台（66）与所述钩挂台（63）之间形成钩挂槽（67），所述钩挂槽（67）呈V形结构；所述弹性元件（61）嵌设在所述扶正外壳（10）内，所述限位杆（62）一端与所述弹性元件（61）连接，以为所述限位杆（62）提供扭矩，另一端置于所述限位模块内，适于在所述第一滑槽（64）、所述钩挂槽（67）和所述第二滑槽（65）内滑动。4.如权利要求3所述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，其特征在于，所述弹性元件（61）为扭簧，所述扭簧的轴线与所述活塞杆（12）的轴线异面垂直，所述扭簧与所述限位杆（62）一端连接，为所述限位杆（62）提供扭矩。5.如权利要求4所述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，其特征在于，所述柔性钻杆（30）包括若干所述球头（13）、若干导向套（31）和若干球座（33），若干所述导向套（31）首尾依次活动连接，若干所述球座（33）分别设在若干所述导向套（31）内，若干所述球头（13）的所述球形体（131）分别与若干所述球座（33）转动配合，所述球头（13）的所述第一连接头（133）与相邻的所述导向套（31）内的所述球座（33）连接。6.如权利要求5所述的鱼骨型注浆帷幕组合孔分支孔钻具，其特征在于，所述球形体（131）外壁上设有外花键（135），所述球座（33）和所述扶正外壳（10）的一端均设置有容纳所述球形体（131）的球形凹槽，所述球形凹槽内壁上设置有与所述外花键（135）相配合的内花
键（15），且所述外花键（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩贵雷，袁胜超，刘大金，蒋鹏飞，薛晓峰，王志奇，张晶，章爱卫，赵晓明，王云，王洪亮，史建松，李维欣，
申请(专利权)人：华北有色工程勘察院有限公司，
类型：发明
国别省市：