CN115949341A - 煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法 - Google Patents

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CN115949341A CN202310004570.7A CN202310004570A CN115949341A CN 115949341 A CN115949341 A CN 115949341A CN 202310004570 A CN202310004570 A CN 202310004570A CN 115949341 A CN115949341 A CN 115949341A
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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法,包括由后向前依次连接的中心通缆钻杆、通信转换短节、钻进模式切换短节、支撑稳定短节、螺杆钻具和钻头,通信转换短节包括通信转换短节本体,通信转换短节本体内部由后向前依次设有中心电缆和磁耦合通信接头,中心电缆和磁耦合通信接头分别连接中心通缆钻杆和钻进模式切换短节;两个固定支撑环设置在支撑中心电缆的两端;钻进模式切换短节设有钻进模式切换短节本体,钻进模式切换短节本体一端通过螺纹与通信转换短节固定连接,另一端与支撑稳定短节活动连接,能够实现周向回转运动;本发明的回转定向钻具组合及钻进方法具有钻孔轨迹弯曲强度低、钻进动力传递效率高和钻进排渣效果好等显著优势,极大提高了钻具使用寿命、钻孔成孔深度和钻进安全性,有力保障煤矿井下定向长钻孔安全高效施工。

Description

煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法
技术领域
本发明属于煤矿井下坑道钻探领域,具体涉及一种煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法。
背景技术
煤矿井下随钻测量定向钻进技术具有轨迹可控性好、钻进深度大和成孔效率高等显著优势,广泛应用于区域瓦斯抽采、冲击地压防治和超前地质探查等领域,有力保障着矿井的安全高效生产。目前,煤矿井下主要采用滑动定向钻具组合及钻进方法施工定向钻孔,钻进过程中钻杆、无磁钻杆和螺杆钻具整体不转动,只有螺杆钻具内部转子带动钻头回转破碎煤岩层成孔。因此,螺杆钻具弯接头可以保持特定方向(工具面向角保持稳定),利用钻机给进力推动孔内钻具以滑动方式实现定向钻进。
然而,应用现有的滑动定向钻具组合及钻进方法施工定向钻孔存在以下问题:
(1)钻孔弯曲强度高,钻具受力复杂。现有滑动定向钻具组合及钻进方法(参考中国专利申请CN201810728314.1)施工的钻孔孔壁光滑度差,连续造斜后钻孔轨迹弯曲强度高,孔内钻具组合受力强度大且受力方式复杂,降低了钻具组合使用寿命。
(2)滑动钻进摩阻大,成孔深度受限。现有滑动定向钻具组合及钻进方法只能在滑动状态下侧向切削煤岩层实施定向钻进,钻进给进力大部分用于抵消钻柱和孔壁之间的滑动摩擦阻力,只有小部分给进力作用在螺杆钻具上,钻进给进力不足,极大地限制了成孔能力,导致成孔深度严重受限。
(3)钻孔沉渣多,钻进安全性低。现有滑动定向钻进方式依靠高压冲洗液排渣,排渣能力不足,钻渣容易在孔底大量积聚,尤其在钻遇复杂破碎煤岩层时,排渣问题异常突出,容易发生沉渣和塌孔卡钻等孔内复杂工况,钻进安全性明显降低。
为此,本发明的设计者有鉴于上述缺陷,通过潜心研究和设计,综合从事相关产业的经验和成果,针对现有滑动定向钻具组合及钻进方法存在的钻具受力复杂、成孔深度受限和钻进安全性低的问题,研究设计出一种煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法,以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供了一种煤矿井下回转定向钻具组合及钻进方法,以针对解决现有滑动定向钻具组合及钻进方法存在的钻具受力复杂、成孔深度受限和钻进安全性低的问题。
为了实现上述目的,本发明给出如下技术方案予以解决:
一方面,本发明提供了一种煤矿井下回转定向钻具组合,包括由后向前依次连接的中心通缆钻杆、通信转换短节、钻进模式切换短节、支撑稳定短节、螺杆钻具和钻头,其中,所述通信转换短节包括通信转换短节本体,通信转换短节本体内部由后向前依次设有中心电缆和磁耦合通信接头,中心电缆和磁耦合通信接头a分别连接中心通缆钻杆和钻进模式切换短节;两个固定支撑环设置在支撑中心电缆的两端;
所述的钻进模式切换短节设有钻进模式切换短节本体,钻进模式切换短节本体一端通过螺纹与通信转换短节固定连接,另一端与支撑稳定短节活动连接,能够实现周向回转运动;所述的钻进模式切换短节本体中心通道内设有钻进模式切换中心杆;钻进模式切换短节本体内壁由后向前依次设有限位环a、钻进模式切换卡盘、弹簧a、弹簧固定环a;
所述本体内壁周向等角度设有4个滑动卡槽,钻进模式切换卡盘外壁周向等角度设有4个滑动凸键,钻进模式切换卡盘利用4个滑动凸键可以沿着滑动卡槽轴向移动;本体外壁周向等角度设有个限位螺钉孔;所述的钻进模式切换卡盘前端面等角度设有多个锁止凸键,其与钻进模式切换中心杆后端外壁上设置的对应的锁止凹槽配合。
进一步的,所述弹簧a在周向均布4个。
进一步的,所述钻进模式切换中心杆外壁上由后向前依次设有锁止凹槽、过水孔a、旋转动密封安装槽、耐磨轴承安装槽、限位螺钉安装槽;所述旋转动密封安装槽设有旋转动密封,耐磨轴承安装槽内设有耐磨轴承,限位螺钉安装槽内设有限位螺钉,过水孔a连通钻进模式切换中心杆内部与本体的中心通道;所述钻进模式切换中心杆内部设有测斜组件,所述的测斜组件包括磁耦合通信接头b和固定环、橡胶扶正器和测斜单元,磁耦合通信接头b连接在测斜单元的轴向后端。
进一步的,所述支撑稳定短节设有支撑稳定短节本体,所述的支撑稳定短节本体前端侧壁上等角度设有多个过水孔b,过水孔b连通支撑稳定短节本体内部和螺杆钻具内部,支撑稳定短节本体的外壁周向上等角度设有3个推靠巴掌安装槽;所述的支撑稳定短节本体中心通道内依次设有活塞组件限位环、活塞组件、弹簧b和弹簧固定环b。
进一步的,所述支撑稳定短节本体前端侧壁上等角度设有4个过水孔b。
进一步的,所述活塞组件限位环上均布4个过水孔。
另一方面,本发明还提供一种煤矿井下回转定向钻进方法,该方法利用上述本发明的煤矿井下回转定向钻具组合进行钻进施工,包括以下步骤:
(1)钻孔轨迹参数测量:向钻孔内下入所述煤矿井下回转定向钻具组合,由孔底向孔口依次为钻头、螺杆钻具、支撑稳定短节、钻进模式切换短节、通信转换短节、多根中心通缆钻杆和送水器;利用钻进模式切换短节中的测斜单元测量当前钻孔轨迹参数信息,通过磁耦合通信接头b和磁耦合通信接头a实现以无线通信方式向通信转换短节传输钻孔轨迹参数信息,由通信转换短节的中心电缆通过多根中心通缆钻杆以有线通信方式向孔口传输钻孔轨迹参数信息;
(2)螺杆钻具工具面向角调整:孔口监测终端依据测量的钻孔倾角、方位角参数信息和螺杆钻具工具面向角,计算得到螺杆钻具需要调整的工具面向角;利用泥浆泵通过送水器向所述煤矿井下回转定向钻具组合输入高压冲洗液,冲洗液排量设定使得推靠巴掌被冲洗液推出撑住钻孔孔壁,同时冲洗液压力能够克服了弹簧a的阻力,使得钻进模式切换卡盘前端面的锁止凸键被推入钻进模式切换中心杆后端的锁止凹槽内,实现钻进模式切换中心杆在钻进模式切换短节本体周向上的锁止,从而实现钻进模式切换短节和支撑稳定短节共同转动;利用钻机回转中心通缆钻杆,带动通信转换短节、钻进模式切换短节、支撑稳定短节和螺杆钻具的整体以较低转速回转,按照计算得到的螺杆钻具需要调整的工具面向角角度进行调整;
(3)回转定向钻进:将冲洗液排量调低,使得支撑稳定短节中的推靠巴掌仍撑住孔壁防止螺杆钻具转动以保持工具面向角稳定,同时冲洗液排量不足以克服弹簧a阻力从而使得钻进模式切换短节中的钻进模式切换卡盘与锁止凹槽分离,钻进模式切换短节能够相对钻进模式切换中心杆转动;利用钻机转动中心通缆钻杆带动通信转换短节和钻进模式切换短节的整体回转,支撑稳定短节和螺杆钻具不回转,利用钻机施工实现回转定向钻进。
进一步的,所述步骤(2)中,冲洗液排量设定在350L/min以上。
进一步的,所述步骤(3)中,将冲洗液排量调低至300L/min。
进一步的,所述步骤(2)中,较低转速为10~20r/min。
本发明的有益效果包括:
(1)钻孔轨迹弯曲强度低,钻具组合使用寿命提高。本发明的回转定向钻具组合及钻进方法施工过程中,钻杆回转定向钻进磨削孔壁使钻孔孔壁光滑,钻孔轨迹弯曲强度明显降低,孔内钻具组合受力工况简单,显著提高了钻具组合使用寿命。
(2)钻进动力传递效率高,成孔深度极大提升。本发明的回转定向钻具组合及钻进方法在成孔过程中除支撑稳定短节和螺杆钻具滑动钻进之外,其他部分为回转钻进,钻进摩阻明显降低,作用在螺杆钻具上给进力充足,钻进动力传递效率高,极大提升了成孔深度。
(3)钻进排渣效果好,钻进安全性低显著升高。本发明的回转定向钻具组合及钻进方法在高压冲洗液排渣基础上,利用回转钻具组合机械搅渣,提升了钻渣的悬浮能力,在钻遇复杂破碎煤岩层时,不会出现钻渣在孔底大量积聚的情况,实现了双动力复合排渣,避免沉渣和塌孔卡钻等孔内复杂工况的发生,钻进安全性显著升高。
附图说明
图1为回转定向钻具组合整体组成图。
图2为回转定向钻具组合局部组成图。
图3为钻进模式切换短节本体A-A和B-B向剖视图。
图4为钻进模式切换卡盘向右视图。
图5为钻进模式切换中心杆和测斜组件细节组成图。
图6为支撑稳定短节本体C-C向剖视图。
上述图中:1-中心通缆钻杆、2-通信转换短节、3-钻进模式切换短节、4-支撑稳定短节、5-螺杆钻具、6-钻头、201-通信转换短节本体、202-中心电缆、203-磁耦合通信接头、a、204-固定支撑环、301-钻进模式切换短节本体、302-限位环a、303-钻进模式切换中心杆、304-旋转动密封、305-限位螺钉、306-耐磨轴承、307-测斜组件、308-弹簧固定环a、309-弹簧a、3010-钻进模式切换卡盘、3011-滑动卡槽、3012-限位螺钉孔、3031-锁止凹槽、3032-过水孔a、3033-耐磨轴承安装槽、3034-限位螺钉安装槽、3035-旋转动密封安装槽、3071-磁耦合通信接头b、3072-固定环、3073-橡胶扶正器、3074-测斜单元、30101-滑动凸键、30102-锁止凸键、401-支撑稳定短节本体、402-推靠巴掌、403-弹簧固定环b、404-弹簧b、405-活塞组件、406-活塞组件限位环、4011-过水孔b、4012-推靠巴掌安装槽。
具体实施方式
本发明公开了一种煤矿井下回转定向钻具组合,参见图1,包括由后向前依次连接的中心通缆钻杆1、通信转换短节2、钻进模式切换短节3、支撑稳定短节4、螺杆钻具5和钻头6。其中:
参见图1、2,通信转换短节2包括通信转换短节本体201,通信转换短节本体201内部由后向前依次设有中心电缆202和磁耦合通信接头a203,中心电缆202和磁耦合通信接头a203分别连接中心通缆钻杆1和钻进模式切换短节3,中心电缆202用于实现通信转换短节2与中心通缆钻杆1的有线供电和通信,磁耦合通信接头a203用于实现通信转换短节2与钻进模式切换短节3的无线供电和通信;两个固定支撑环204设置在支撑中心电缆202的两端,用于将中心电缆202和磁耦合通信接头a203固定和支撑在通信转换短节本体201内。
所述的钻进模式切换短节3设有钻进模式切换短节本体301,钻进模式切换短节本体301一端通过螺纹与通信转换短节2固定连接,另一端与支撑稳定短节4活动连接,能够实现周向回转运动;所述的钻进模式切换短节本体301中心通道内设有钻进模式切换中心杆303;钻进模式切换短节本体301内壁由后向前依次设有限位环a302、钻进模式切换卡盘3010、弹簧a309(周向均布4个)、弹簧固定环a308。
其中,参见图3、图4,本体301内壁周向等角度设有4个滑动卡槽3011,钻进模式切换卡盘3010外壁周向等角度设有4个滑动凸键30101,钻进模式切换卡盘3010利用4个滑动凸键30101可以沿着滑动卡槽3011轴向移动;本体301外壁周向等角度设有4个限位螺钉孔3012,用于安装限位螺钉305,以实现钻进模式切换中心杆303的轴向定位。所述的钻进模式切换卡盘3010前端面等角度设有多个锁止凸键30102,用于和钻进模式切换中心杆303后端外壁上设置的对应的锁止凹槽3031配合,以实现钻进模式切换中心杆303在钻进模式切换短节本体301周向上的锁止。
其中,参见图5,所述的钻进模式切换中心杆303外壁上由后向前依次设有锁止凹槽3031、过水孔a3032、旋转动密封安装槽3035、耐磨轴承安装槽3033、限位螺钉安装槽3034;旋转动密封安装槽3035设有旋转动密封304,耐磨轴承安装槽3033内设有耐磨轴承306,限位螺钉安装槽3034内设有限位螺钉305,过水孔a3032连通钻进模式切换中心杆303内部与本体301的中心通道;钻进模式切换中心杆303内部设有测斜组件307,所述的测斜组件307包括磁耦合通信接头b3071和固定环3072、橡胶扶正器3073和测斜单元3074;其中,测斜单元3074由安装在其两端的固定环3072和橡胶扶正器3073共同实现固定安装和扶正减振,磁耦合通信接头b3071连接在测斜单元3074的轴向后端。
其中,参见图2、5,所述的磁耦合通信接头a203和磁耦合通信接头b3071构成磁耦合通信组件,用于实现通信转换短节2向钻进模式切换短节3的无线供电,以及通信转换短节2和钻进模式切换短节3之间的无线双向通信。
参见图2、6,所述的支撑稳定短节4设有支撑稳定短节本体401,所述的支撑稳定短节本体401前端侧壁上等角度设有多个过水孔b4011(优选4个),过水孔b4011连通支撑稳定短节本体401内部和螺杆钻具5内部,支撑稳定短节本体401的外壁周向上等角度设有3个推靠巴掌安装槽4012,用于安装推靠巴掌402;所述的支撑稳定短节本体401中心通道内依次设有活塞组件限位环406(其周向上均布4个过水孔)、活塞组件405、弹簧b404和弹簧固定环b403。
本发明还给出了一种煤矿井下回转定向钻进方法,该方法利用上述煤矿井下回转定向钻具组合进行钻进施工,包括以下步骤:
(1)钻孔轨迹参数测量。向钻孔内下入本发明的回转定向钻具组合,由孔底向孔口依次为钻头6、螺杆钻具5、支撑稳定短节4、钻进模式切换短节3、通信转换短节2、多根中心通缆钻杆1和送水器;利用钻进模式切换短节3中的测斜单元3074测量当前钻孔轨迹参数信息(包括钻孔倾角、方位角和螺杆钻具工具面向角),通过磁耦合通信接头b3071和磁耦合通信接头a203实现以无线通信方式向通信转换短节2传输钻孔轨迹参数信息,由通信转换短节2的中心电缆202通过多根中心通缆钻杆1以有线通信方式向孔口传输钻孔轨迹参数信息。
(2)螺杆钻具工具面向角调整。孔口监测终端依据测量的钻孔倾角、方位角参数信息和螺杆钻具工具面向角,计算得到螺杆钻具5需要调整的工具面向角;利用泥浆泵通过送水器向本发明的孔内回转定向钻具组合输入高压冲洗液,冲洗液排量设定在350L/min以上,推靠巴掌402被冲洗液推出撑住钻孔孔壁,同时,冲洗液压力克服了弹簧a309的阻力,使得钻进模式切换卡盘3010前端面的锁止凸键30102被推入钻进模式切换中心杆303后端的锁止凹槽3031内,实现钻进模式切换中心杆303在钻进模式切换短节本体301周向上的锁止,从而实现钻进模式切换短节3和支撑稳定短节4共同转动利用钻机慢速回转中心通缆钻杆1,带动通信转换短节2、钻进模式切换短节3、支撑稳定短节4和螺杆钻具5的整体以较低转速(10~20r/min)回转,按照计算得到的螺杆钻具5需要调整的工具面向角角度进行调整到位。
(3)回转定向钻进。将冲洗液排量调低至300L/min左右,此时支撑稳定短节4中的推靠巴掌402仍撑住孔壁防止螺杆钻具5转动以保持工具面向角稳定;冲洗液排量达到300L/min左右时不足以克服弹簧a309阻力,因此钻进模式切换短节3中的钻进模式切换卡盘3010与锁止凹槽3031分离,钻进模式切换短节301能够相对钻进模式切换中心杆303转动;利用钻机转动孔内的本发明的回转定向钻具组合,中心通缆钻杆1带动通信转换短节2和钻进模式切换短节3的整体回转,回转速度40~50r/min,支撑稳定短节4和螺杆钻具5不回转,利用钻机施工适当的给进力后可以实现回转定向钻进。
上述本发明的方法的步骤(3)中,回转定向钻进的控制原理为:当冲洗液排量达到300L/min左右时,高压冲洗液带动活塞组件405克服弹簧b404的阻力向前移动,活塞组件405下移后将支撑稳定短节本体401周向的三个推靠巴掌402推出撑住孔壁,此时可以保持支撑稳定短节4和螺杆钻具5不回转;冲洗液排量达到300L/min左右时不足以克服弹簧a309阻力,钻进模式切换短节本体301可以相对钻进模式切换中心杆303转动;此时,利用钻机施工回转力可以带动中心通缆钻杆1、通信转换短节2和钻进模式切换短节3回转,支撑稳定短节4和螺杆钻具5不回转,从而利用钻机施工适当的给进力后可以实现回转定向钻进。
上述本发明的方法的步骤(2)中,螺杆钻具工具面向角的控制原理为:当冲洗液排量达到350L/min以上时,冲洗液带动钻进模式切换卡盘3010克服弹簧a309的阻力向前移动,切换卡盘3010端面周向设置的4个30102锁止凸键与钻进模式切换中心杆303设有的4个锁止凹槽3031配合,实现钻进模式切换短节本体301的周向锁止,钻进模式切换短节本体301无法相对钻进模式切换中心杆303转动,从而实现钻进模式切换短节3和支撑稳定短节4固定连接;在此过程中,推靠巴掌402仍撑住孔壁,但是在钻机回转动力带动下,支撑稳定短节4可以慢速转动;此时,中心通缆钻杆1、通信转换短节2、钻进模式切换短节3、支撑稳定短节4和螺杆钻具5可以整体一起回转,从而利用钻机转动中心通缆钻杆1可以实现螺杆钻具5工具面向角的调整。

Claims (10)

1.一种煤矿井下回转定向钻具组合,其特征在于,包括由后向前依次连接的中心通缆钻杆(1)、通信转换短节(2)、钻进模式切换短节(3)、支撑稳定短节(4)、螺杆钻具(5)和钻头(6),其中,所述通信转换短节(2)包括通信转换短节本体(201),通信转换短节本体(201)内部由后向前依次设有中心电缆(202)和磁耦合通信接头a(203),中心电缆(202)和磁耦合通信接头a(203)分别连接中心通缆钻杆(1)和钻进模式切换短节(3);两个固定支撑环(204)设置在支撑中心电缆(202)的两端;
所述的钻进模式切换短节(3)设有钻进模式切换短节本体(301),钻进模式切换短节本体(301)一端通过螺纹与通信转换短节(2)固定连接,另一端与支撑稳定短节(4)活动连接,能够实现周向回转运动;所述的钻进模式切换短节本体(301)中心通道内设有钻进模式切换中心杆(303);钻进模式切换短节本体(301)内壁由后向前依次设有限位环a(302)、钻进模式切换卡盘(3010)、弹簧a(309)、弹簧固定环a(308);
所述本体301内壁周向等角度设有4个滑动卡槽((3011),钻进模式切换卡盘(3010)外壁周向等角度设有4个滑动凸键(30101),钻进模式切换卡盘(3010)利用4个滑动凸键(30101)可以沿着滑动卡槽(3011)轴向移动;本体(301)外壁周向等角度设有4个限位螺钉孔(3012);所述的钻进模式切换卡盘(3010)前端面等角度设有多个锁止凸键(30102),其与钻进模式切换中心杆(303)后端外壁上设置的对应的锁止凹槽(3031)配合。
2.如权利要求1所述的煤矿井下回转定向钻具组合,其特征在于,所述弹簧a(309)在周向均布4个。
3.如权利要求1所述的煤矿井下回转定向钻具组合,其特征在于,所述钻进模式切换中心杆(303)外壁上由后向前依次设有锁止凹槽(3031)、过水孔a(3032)、旋转动密封安装槽(3035)、耐磨轴承安装槽(3033)、限位螺钉安装槽(3034);所述旋转动密封安装槽(3035)设有旋转动密封(304),耐磨轴承安装槽(3033)内设有耐磨轴承(306),限位螺钉安装槽(3034)内设有限位螺钉(305),过水孔a(3032)连通钻进模式切换中心杆(303)内部与本体(301)的中心通道;所述钻进模式切换中心杆(303)内部设有测斜组件(307),所述的测斜组件(307)包括磁耦合通信接头b(307)和固定环(3072)、橡胶扶正器(3073)和测斜单元(3074),磁耦合通信接头b(3071)连接在测斜单元(3074)的轴向后端。
4.如权利要求1所述的煤矿井下回转定向钻具组合,其特征在于,所述支撑稳定短节(4)设有支撑稳定短节本体(401),所述的支撑稳定短节本体(401)前端侧壁上等角度设有多个过水孔b(4011),过水孔b(4011)连通支撑稳定短节本体(401)内部和螺杆钻具(5)内部,支撑稳定短节本体(401)的外壁周向上等角度设有3个推靠巴掌安装槽(4012);所述的支撑稳定短节本体(401)中心通道内依次设有活塞组件限位环(406)、活塞组件(405)、弹簧b(404)和弹簧固定环b(403)。
5.如权利要求4所述的煤矿井下回转定向钻具组合,其特征在于,所述支撑稳定短节本体(401)前端侧壁上等角度设有4个过水孔b(4011)。
6.如权利要求4所述的煤矿井下回转定向钻具组合,其特征在于,所述活塞组件限位环(406)上均布4个过水孔。
7.一种煤矿井下回转定向钻进方法,其特征在于,该方法利用权利要求1~5任一项所述的煤矿井下回转定向钻具组合进行钻进施工,包括以下步骤:
(1)钻孔轨迹参数测量:向钻孔内下入所述煤矿井下回转定向钻具组合,由孔底向孔口依次为钻头(6)、螺杆钻具(5)、支撑稳定短节(4)、钻进模式切换短节(3)、通信转换短节(2)、多根中心通缆钻杆(1)和送水器;利用钻进模式切换短节(3)中的测斜单元(3074)测量当前钻孔轨迹参数信息,通过磁耦合通信接头b(3071)和磁耦合通信接头a(203)实现以无线通信方式向通信转换短节(2)传输钻孔轨迹参数信息,由通信转换短节(2)的中心电缆(202)通过多根中心通缆钻杆(1)以有线通信方式向孔口传输钻孔轨迹参数信息;
(2)螺杆钻具工具面向角调整:孔口监测终端依据测量的钻孔倾角、方位角参数信息和螺杆钻具工具面向角,计算得到螺杆钻具(5)需要调整的工具面向角;利用泥浆泵通过送水器向所述煤矿井下回转定向钻具组合输入高压冲洗液,冲洗液排量设定使得推靠巴掌(402)被冲洗液推出撑住钻孔孔壁,同时冲洗液压力能够克服了弹簧a(309)的阻力,使得钻进模式切换卡盘(3010)前端面的锁止凸键(30102)被推入钻进模式切换中心杆(303)后端的锁止凹槽(3031)内,实现钻进模式切换中心杆(303)在钻进模式切换短节本体(301)周向上的锁止,从而实现钻进模式切换短节(3)和支撑稳定短节(4)共同转动;利用钻机回转中心通缆钻杆(1),带动通信转换短节(2)、钻进模式切换短节(3)、支撑稳定短节(4)和螺杆钻具(5)的整体以较低转速回转,按照计算得到的螺杆钻具(5)需要调整的工具面向角角度进行调整;
(3)回转定向钻进:将冲洗液排量调低,使得支撑稳定短节(4)中的推靠巴掌(402)仍撑住孔壁防止螺杆钻具(5)转动以保持工具面向角稳定,同时冲洗液排量不足以克服弹簧a(309)阻力从而使得钻进模式切换短节(3)中的钻进模式切换卡盘(3010)与锁止凹槽(3031)分离,钻进模式切换短节(301)能够相对钻进模式切换中心杆(303)转动;利用钻机转动中心通缆钻杆(1)带动通信转换短节(2)和钻进模式切换短节(3)的整体回转,支撑稳定短节(4)和螺杆钻具(5)不回转,利用钻机施工实现回转定向钻进。
8.如权利要求7所述的煤矿井下回转定向钻进方法,其特征在于,所述步骤(2)中,冲洗液排量设定在350L/min以上。
9.如权利要求7所述的煤矿井下回转定向钻进方法,其特征在于,所述步骤(3)中,将冲洗液排量调低至300L/min。
10.如权利要求7所述的煤矿井下回转定向钻进方法,其特征在于,所述步骤(2)中,较低转速为10~20r/min。
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