本发明专利技术涉及一种煤层气水平开采孔激光定向钻进钻具及其钻进方法。钻进方法即利用高能激光束使煤岩局部快速加热，煤岩因内应力过大而破碎，再由高速辅助气流将煤岩岩屑携走排除。钻具包括激光发射头及其偏转控制部件和偏转执行部件。激光发射头偏转控制部件由电池盒、电路板等组成，激光发射头偏转执行部件含有凸轮、齿轮。凸轮控制激光发射头的偏向，齿轮控制激光发射头的整体转动。本方法是将钻具下放到准备钻进的钻孔内，利用激光破岩的原理钻井，同时进行数据采集、存储和处理，通过调整步进电机，控制激光发射头的偏转，进行自动定向纠偏钻进。本钻具和钻进方法是针对煤层气水平开采孔的定向钻进，其钻进效率更高，控向性更好，钻头消耗更少。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
一种煤层气水平开采孔激光定向钻进钻具，其特征在于：包括激光发射头及其偏转控制部件、偏转执行部件和电路部分；所述的激光发射头采用HIGHYAG系列产品；所述的激光发射头偏转控制部件包含钻杆管接头、过渡管接头、控制部分连接件C、轴承盖A、光纤环A、轴承连接内环CA、电池盒、电路板支承座、轴承连接内环BB和集流环，所述的钻杆管接头与钻杆用螺纹连接，钻杆管接头与过渡管接头、外壳连接环E、外壳A、外壳连接环A、外壳B、外壳连接环B及外壳C采用螺纹顺序连接；所述的控制部分连接件C与轴承连接内环CA、控制部分底盘A、控制部分旋转环、控制部分底盘B、轴承连接外环BB、集流环固定连接件、控制部分连接件A和轴承连接内环CB也采用螺纹顺序连接；所述的轴承盖A固定于控制部分连接件C上，轴承盖A中安装有光纤环A，且用O型圈密封；所述的光纤环A固定住光纤，控制部分连接件C与光纤环A采用轴承BA连接，孔用轴承挡圈A安装在控制部分连接件C中，固定住光纤环A；所述的轴承连接内环CA与外壳连接环A用轴承CA连接；所述的电池盒固定于控制部分底盘A与控制部分底盘B之间，偏重块固定于控制部分旋转环上；所述的电路板支承座固定于控制部分底盘A与控制部分底盘B之间，电路板支承座固定在电路板上，电路板支柱安装在电路板支承座与电路板之间；所述的轴承连接内环BB将光纤固定，轴承连接内环BB与轴承连接外环BB用轴承BB连接，孔用轴承挡圈B与孔用轴承挡圈C安装于轴承连接外环BB中，用于固定轴承BB；所述的集流环安装于集流环固定连接件中，集流环用圆锥销固定，轴承连接内环CB与外壳连接环B用轴承CB连接,密封环A安装于外壳连接环B与外壳连接环C之间；所述的激光发射头偏转执行部件包含外壳连接环C、外壳D、内齿轮、步进电机和光纤连接头固定件，所述的外壳连接环C与外壳D、外壳连接环D和钻头顶环螺纹顺序连接，所述的内齿轮、内齿轮连接件、轴承连接外环CC、步进电机连接底盘B、激光器部分旋转环和轴承连接内环CC也采用螺纹顺序连接；所述的步进电机设有步进电机A和步进电机B，步进电机A用螺钉固定于轴承连接内环CB上，步进电机A与齿轮轴用联轴器A连接，齿轮轴与内齿轮啮合传动，轴承连接外环CC与外壳连接环C用轴承CC连接，集流环同步连接件固定于内齿轮连接件上，并与集流环连接，以保证集流环转子与内齿轮同步转动，钻头顶部密封环安装在外壳连接环D与钻头顶环之间；步进电机B固定于步进电机连接底盘B上，步进电机B与凸轮轴用联轴器B连接；所述的光纤连接头固定件设有光纤连接头固定件A、光纤连接头固定件B、光纤连接头固定件C和光纤连接头固定件D，其中光纤连接头固定件A与光纤连接头固定件B固定于激光发射头的一端，活动杆固定于光纤连接头固定件B上，并插入 到凸轮轴的槽中，密封环B安装于步进电机连接底盘B与外壳连接环D之间，外壳连接环D与轴承连接内环CC用轴承CD连接；所述的光纤连接头固定件D固定在激光发射头的另一端，光纤连接头固定件D与旋转小轴用轴承A连接，旋转小轴安装于光纤连接头固定件C中，轴端盖固定于光纤连接头固定件C上，轴承盖B固定于光纤连接头固定件D上，光纤连接头固定件C固定于激光器部分旋转环上；所述的电路部分安装在电路板上，包括控制电路、钻具状态检测电路、钻进深度信号接收电路、步进电机驱动电路、电量检测电路和电源稳压电路。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：文国军，杨玲芝，王玉丹，张鹏，韩磊，白江浩，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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