CN115680516B - 一种导流泄压钻杆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种导流泄压钻杆，包括钻杆组件，钻杆组件包括外管和内管，内管外部同轴套设外管，且外管和内管之间具有预设间隙，预设间隙形成驱动腔；内管内部中空且形成泄压腔，排气口设置在泄压腔一端，交流接头设置在钻杆组件远离排气口的一端，交流接头内设有第一分流道和泄压回流口，第一分流道两端均和驱动腔相连通，泄压回流口两端分别和泄压腔与外管外部相连通；在对煤层进行钻孔作业过程中，泥浆流经驱动腔和第一分流道，而煤层中的瓦斯会自泄压回流口进入泄压腔，自排气口排出，实现了对高压瓦斯的泄压，避免出现喷孔、卡钻等情况而引发事故。

Description

一种导流泄压钻杆

技术领域

本公开涉及钻杆技术领域，具体涉及一种导流泄压钻杆。

背景技术

在煤层尤其是高应力下的高瓦斯松软突出煤层中的钻孔施工过程中，随着钻杆旋进，钻孔深度在增加，孔壁周围煤层必然会受到钻头高速回旋造成的冲击，从而使松软煤体进一步破碎，孔壁四周的瓦斯快速得到释放，煤孔中的瓦斯迅速增加，在整个煤孔中造成很大的瓦斯梯度，进一步形成瓦斯激流，瓦斯激流对煤粉边输送边破碎，由于瓦斯激流和破碎的煤粉无法顺利排出进一步增大了瓦斯梯度，形成喷孔，极易发生从钻孔中喷出煤和瓦斯的现象，给煤矿的安全、高效生产造成极大的威胁。

现有技术中，钻杆均没有主动卸压的作用，打钻过程中钻孔内瓦斯易聚集、超限，不能及时有效地降低钻孔内的瓦斯浓度，极易引发喷孔、卡钻等事故，对设备和人员造成危害。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种导流泄压钻杆。

第一方面，本申请提供了一种导流泄压钻杆，包括：

钻杆组件，所述钻杆组件包括外管和内管，所述内管沿第一方向延伸设置，所述外管同轴套接在所述内管外部，且所述内管和所述外管之间具有预设间隙，所述预设间隙形成驱动腔；

所述内管内部中空，且形成泄压腔，所述泄压腔一端为排气口；

变流接头，所述变流接头设置在所述钻杆组件远离所述排气口的一端，所述变流接头内部设有第一分流道，所述第一分流道沿所述第一方向设置，且所述第一分流道两端均和所述驱动腔相连通，所述变流接头内还设有泄压回流口，所述泄压回流口一端和所述泄压腔相连通，另一端和所述外管外部相连通；

所述变流接头远离所述外管一端设有仪器。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：

导流接头，所述导流接头位于所述排气口和所述变流接头之间，所述导流接头内设有第二分流道，所述第二分流道沿所述第一方向设置，且所述第二分流道两端均和所述驱动腔相连通。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述导流接头内还设有泄压口，所述泄压口一端和所述泄压腔相连通，另一端和所述外管外部相连通。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述泄压口内设有单向阀。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述钻杆组件具有多组，且多组所述钻杆组件均沿所述第一方向依次排布设置，相邻两组所述钻杆组件之间可拆卸连接且相连通。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述泄压回流口具有多个，多个所述泄压回流口周向均匀排布，且所述泄压回流口轴线方向和所述第一方向之间形成预设角度。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述泄压口具有多个，多个所述泄压口周向均匀排布，且所述泄压口轴线方向和所述第一方向之间形成预设角度。

综上所述，本技术方案具体公开了一种导流泄压钻杆，包括钻杆组件，钻杆组件包括外管和内管，内管外部同轴套设外管，且外管和内管之间具有预设间隙，该预设间隙形成驱动腔，内管内部中空且形成泄压腔，泄压腔一端为排气口，钻杆组件远离排气口的一端设置有交流接头，交流接头内设有第一分流道和泄压回流口，第一分流道两端均和驱动腔相连通，泄压回流口两端分别和泄压腔与外管外部相连通；

将泥浆注入驱动腔，对煤层进行钻孔作业，泥浆流经驱动腔和第一分流道，在钻孔过程中，煤层中的瓦斯会自泄压回流口进入泄压腔，并最终经排气口排出，由此实现对高压瓦斯的泄压，避免出现喷孔、卡钻等情况。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种导流泄压钻杆上部分结构示意图。

图2为一种导流泄压钻杆下部分结构示意图。

图中标号：1、第一钻杆组件；10、第一外管；11、第一内管；100、驱动腔；101、排气口；2、第一导流接头；20、第二分流道；21、泄压口；3、第二钻杆组件；30、第二外管；31、第二内管；4、第二导流接头；5、变流接头；50、第一分流道；51、泄压回流口；6、仪器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

请参考图1和图2所示，一种导流泄压钻杆，包括钻杆组件，钻杆组件包括内管和外管，内管沿第一方向延伸设置，第一方向为图1中竖直方向，内管内部中空，其形成泄压腔，外管同轴套设在内管外部，内管与外管之间具有预设间隙，该预设间隙形成驱动腔100。

如图1和图2所示，在本实施例中，钻杆组件包括第一钻杆组件1和第二钻杆组件3，第一钻杆组件1和第二钻杆组件3沿第一方向依次排布连接，且第一钻杆组件1和第二钻杆组件3具有相同结构，即第一钻杆组件1包括第一外管10和第一内管11，第二钻杆组件3包括第二外管30和第二内管31，且第一外管10和第二外管30相连接，第一内管11和第二内管31相连接，第一钻杆组件1的驱动腔100和第二钻杆组件3的驱动腔相连通，第一内管11远离第二内管31的一端为排气口101。

导流接头包括第一导流接头2和第二导流接头4，第一导流接头2和第二导流接头4具有相同结构，第一导流接头2设置在第一钻杆组件1上，第二导流接头4设置在第二钻杆组件3上；

第一导流接头2的第二分流道20两端均和第一钻杆组件1的驱动腔100相连通，第一导流接头2的泄压口21两端分别和第一钻杆组件1的泄压腔与第一外管10外部相连通；

第二导流接头4的第二分流道20两端均和第二钻杆组件3的驱动腔100相连通，第二导流接头4的泄压口21两端分别和第二钻杆组件3的泄压腔与第二外管30外部相连通，且第一导流接头2的泄压口21与第二导流接头4的泄压口21内均设置单向阀。

第二分流道20沿第一方向设置，泄压口21轴线方向和第一方向之间形成预设角度，在本实施例中，泄压口21轴线方向和第一方向相垂直。

变流接头5设置在第二钻杆组件3远离第一钻杆组件1的一端，变流接头5内设有第一分流道50和泄压回流口51，第一分流道50沿第一方向设置，其两端均和驱动腔相连通，泄压回流口51一端和泄压腔相连通，另一端和第二外管30外部相连通，泄压回流口51轴线方向和第一方向之间形成预设角度，在本实施例中，泄压回流口51轴线方向和第一方向相垂直。

变流接头5远离第二外管30的一端设有仪器6，仪器6对泄压腔和驱动腔100形成隔绝。

工作原理：该装置可采用螺杆钻具，通过外部钻机设备连接第一钻杆组件1一端，在第二钻杆组件3远离第一钻杆组件1的一端连接螺杆钻具，在对煤层进行钻孔作业时，在地面通过泥浆泵向第一钻杆组件1的驱动腔100注入泥浆，即可驱动螺杆钻具进行工作，螺杆钻具的钻头旋转对煤层进行钻孔，在钻孔过程中瓦斯可进入泄压腔，最终从排气口101排出，实现对高压瓦斯的泄压，防止出现喷孔、卡钻等现象，避免引发事故；

进一步地，在对煤层进行钻孔作业时，瓦斯可通过泄压回流口51与泄压口21从外部进入泄压腔，并最终从排气口101排出，在瓦斯进入的过程中，煤层中的煤渣、水分等可能会随同瓦斯一同进入泄压腔，需要对泄压腔进行清理，可自排气口101处向泄压腔灌入清水，清水可带动煤渣、水分等最终从泄压回流口51向该装置外部排放，而通过泄压口21内设置的单向阀，清水并不会从泄压口21排放，使得泄压口21只能进入瓦斯，同时由于变流接头5处于低位，在泄压腔内部清水的压力下，泄压腔内的煤渣、水分等会由泄压回流口51向外排放，从而达到清理泄压腔的效果；

进一步地，用于驱动螺杆钻具的泥浆通过螺杆钻具的钻头向外排放进入钻孔内，产生堆积，堆积的泥浆可自泄压回流口51进入泄压腔，并反涌回地面，由外部泵机将泄压腔中的泥浆抽出，减轻该装置的内部压力，同时避免泥浆在钻孔内堆积过多，导致松软的煤层发生坍塌事故。

进一步地，仪器6的设置可作为隔绝泄压腔和螺杆钻具的部件，在向驱动腔100注入泥浆后，泥浆沿驱动腔向下经第二分流道20进入第一分流道50，而后进入螺杆钻具，用以驱动螺杆钻具内的马达总成转动，使得钻头转动，而仪器6可防止用于驱动螺杆钻具的泥浆反涌回泄压腔。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种导流泄压钻杆的使用方法，其特征在于，包括：

钻杆组件，所述钻杆组件包括外管和内管，所述内管沿第一方向延伸设置，所述外管同轴套接在所述内管外部，且所述内管和所述外管之间具有预设间隙，所述预设间隙形成驱动腔（100）；所述内管内部中空，且形成泄压腔，所述泄压腔一端为排气口（101）；

所述驱动腔（100）用于注入泥浆，所述泥浆用于驱动螺杆钻具工作；

变流接头（5），所述变流接头（5）设置在所述钻杆组件远离所述排气口（101）的一端，所述变流接头（5）内部设有第一分流道（50），所述第一分流道（50）沿所述第一方向设置，且所述第一分流道（50）两端均和所述驱动腔（100）相连通，所述变流接头（5）内还设有泄压回流口（51），所述泄压回流口（51）一端和所述泄压腔相连通，另一端和所述外管外部相连通；所述变流接头（5）远离所述外管一端设有仪器（6）；

导流接头，所述导流接头位于所述排气口（101）和所述变流接头（5）之间，所述导流接头内设有第二分流道（20），所述第二分流道（20）沿所述第一方向设置，且所述第二分流道（20）两端均和所述驱动腔（100）相连通；所述导流接头内还设有泄压口（21），所述泄压口（21）一端和所述泄压腔相连通，另一端和所述外管外部相连通；

所述泄压回流口（51）供瓦斯和所述泥浆通过；

在对煤层进行钻孔作业时，瓦斯通过泄压回流口（51）与泄压口（21）从外部进入泄压腔，并最终从排气口（101）排出，用于驱动螺杆钻具的泥浆通过螺杆钻具的钻头向外排放进入钻孔内，产生堆积，堆积的泥浆自泄压回流口（51）进入泄压腔，并反涌回地面，由外部泵机将泄压腔中的泥浆抽出，减轻该装置的内部压力，同时避免泥浆在钻孔内堆积过多，导致松软的煤层发生坍塌事故。

2.根据权利要求1所述的一种导流泄压钻杆的使用方法，其特征在于，所述泄压口（21）内设有单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种导流泄压钻杆的使用方法，其特征在于，所述钻杆组件具有多组，且多组所述钻杆组件均沿所述第一方向依次排布设置，相邻两组所述钻杆组件之间可拆卸连接且相连通。

4.根据权利要求1所述的一种导流泄压钻杆的使用方法，其特征在于，所述泄压回流口（51）具有多个，多个所述泄压回流口（51）周向均匀排布，且所述泄压回流口（51）轴线方向和所述第一方向之间形成预设角度。

5.根据权利要求2所述的一种导流泄压钻杆的使用方法，其特征在于，所述泄压口（21）具有多个，多个所述泄压口（21）周向均匀排布，且所述泄压口（21）轴线方向和所述第一方向之间形成预设角度。

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