CN117027679A - 穿层钻孔中心洪流自清堵孔内消喷钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，包括抽采式钻杆、径向增透射流器、自清堵进气装置和防回流钻头，抽采式钻杆、径向增透射流器、自清堵进气装置内腔中均安装内组管，内组管与内腔壁之间形成环瓦斯抽采通道，内组管内腔为中心供流通道，中心供流通道向径向增透喷嘴、轴向清堵喷嘴和中心供流钻头供流，水射流增透产出的瓦斯气体通过自清堵进气装置进入瓦斯抽采通道，实现随钻瓦斯抽采，有助于防止喷孔瓦斯超限事故的发生，本发明孔内抽采消喷钻具，能更好的适应钻孔角度的变化，当钻孔倾角较小时，可在径向增透射流器和自清堵进气装置之间加装钻杆或短节钻杆，当钻孔为水平孔或俯斜孔时，可去掉自清堵进气装置。

Description

穿层钻孔中心洪流自清堵孔内消喷钻具

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采钻孔技术领域，特别涉及穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具。

背景技术

在突出煤层的底板岩巷内施工仰斜穿层钻孔，对突出煤层的待掘区域或待开采区域施工穿层钻孔，并在煤孔段采用高压水射流造穴增透，实现消突和抽采达标，这是突出煤层现行瓦斯抽采与治理的主要手段。目前，国内突出煤层穿层钻孔钻进所用的钻杆主要有刻槽钻杆、肋骨钻杆和棱状刻槽钻杆，在最前端的钻杆与钻头之间安装高低压转换射流器，低压状态时向钻头供流，高压状态下向径向喷嘴供流，对煤孔段的煤体实施高压水射流造穴增透，在水射流造穴的过程中会产生大量的水煤渣和瓦斯气体，这些水煤渣和瓦斯气体经钻杆外表与钻孔壁之间的环状间隙排出孔外。对于突出煤层穿层仰斜钻孔而言，水煤渣可以利用自重和钻杆外表的螺旋凹槽、螺旋凸筋和凸棱协助排渣，瓦斯气体比空气更轻，只有靠气压差外排，这样会导致喷孔瓦斯超限，喷孔瓦斯超限已成为突出矿井的主要安全隐患之一，同时由于在中心供流通道上安装了高低压转换射流器，导致退钻时无法下放护孔筛管。

因此，现行穿层钻孔高压水射流割缝及造穴存在两个难题，一是喷孔瓦斯超限难题，二是退钻时难以下放护孔筛管。为解决穿层钻孔高压水射流割缝及造穴增透工艺中存在的喷孔瓦斯超限难题和下筛管难题，本申请人提交了“穿层钻孔抽采式钻具及防喷孔随钻瓦斯抽采方法”（申请号202210251353.3），其中涉及到的“抽采式钻杆”、“筛孔进气装置”、“高低压转化射流器”和“可开闭钻头”，在使用的过程中存在一定的缺陷，存在的主要缺陷有：第一，环供流通道中心排气，环供流通道内存在机械结构以钻具外管内壁为导向，钻具相对难加工，而且环供流通道的存在需要保证外管之间的密封，还要保证相邻内管之间的密封，导致加工难度较大，加工成本的提高；第二，煤层赋存条件复杂，煤质成分多样，当煤层中的粘性物质和油性形物质含量较高时，煤粉煤泥会在“筛孔进气装置”的锥孔筛孔板条外堆积堵塞，影响了抽采消喷的效率，如何使筛孔进气装置具有自清堵功能成为一个有待解决的难题；第三，环供流通道内装置的存在影响供流，流道相对复杂，影响供流的效率；第四，“可开闭钻头”采用环供流通道，环供流通道之内没有安装止回流装置，煤渣进入钻头并沉降至射流器所在段的环供流通道内，污染射流器的工作水介质，影响射流器的正常工作和使用寿命。

针对上述缺陷，本发明做了四项改进，第一，设计了由抽采式钻杆、径向增透射流器、自清堵进气装置和防回流钻头组成的中心供流孔内抽采消喷钻具；第二，采用中心供流的钻具相对容易加工，降低加工成本；第三，分别针对径向增透射流器和自清堵进气装置中设计了压力级次有别的滑阀结构，实现径向增透功能和轴向瞬时清堵功能的协同配合，解决“筛孔进气装置”的外堵问题；第四，设计了具有防回流功能的中心供流防回流钻头，解决钻具的工作水介质污染的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具。

为达到上述目的所采取的技术方案是：

穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，抽采式钻杆、径向增透射流器、自清堵进气装置和防回流钻头，所述抽采式钻杆、径向增透射流器、自清堵进气装置和防回流钻头依次丝扣连接而成，其特征在于，所述抽采式钻杆包括外钻杆和第一内组管，所述第一内组管设于外钻杆的内腔，所述外钻杆与第一内组管之间的环形间隙为瓦斯抽采通道，所述第一内组管的内腔为中心供流通道，所述中心洪流通道给径向增透射流器、自清堵进气装置以及防回流钻头供流，所述自清堵进气装置上设有径向进气通道，所述径向增透射流器内通过的径向水射流增透所产生的瓦斯气体通过径向进气通道进入到瓦斯抽采通道内。

进一步，所述径向增透射流器包括第一杆体、第二内组管和第一滑阀组件，所述第二内组管设于第一杆体的内腔，所述中心供流通道位于第二内组管的内腔，所述瓦斯抽采通道位于第一杆体与第二内组管之间的环形间隙，所述第一杆体上设有第一轴向凸筋，所述第一轴向凸筋上设有径向增透喷嘴，且径向增透喷嘴与第二内组管相连通，所述第一滑阀组件设于第二内组管的内腔，用以控制径向增透喷嘴的开闭。

进一步，所述第二内组管包括第一母端供流管、第二母端支撑环、第一过渡件、第一公端供流管和第二公端支撑环，所述第一母端供流管以及第一公端供流管分别设于第一过渡件的两端，所述第二母端支撑环设于第一母端供流管的另一端，所述第二公端支撑环设于第一公端供流管的另一端，所述第一母端供流管与第二母端支撑环之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封，第一母端供流管与第一过渡件之间采用插接连接并用固定密封圈密封，第一过渡件与第一公端供流管之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封。

进一步，所述第一滑阀组件包括第一滑移环、第一压簧和第一限位供流管，所述第一限位供流管一端插设于第一滑移环内腔，所述第一限位供流管的另一端通过第一压簧与第一滑移环相连。

进一步，所述径向增透喷嘴跨越第一杆体与第一过渡件连接限位，实现供水的同时并保证供水通道不会向瓦斯抽采通道泄露。

进一步，所述自清堵进气装置包括第二杆体、第三内组管、第二滑阀组件和锥孔筛孔板条，所述第三内组管设于第二杆体的内腔，所述第二滑阀组件设于第二内组管()的内腔，所述中心供流通道位于第三内组管的内腔，所述瓦斯抽采通道位于第二杆体与第三内组管之间的环形间隙，所述第二杆体外表上设置有轴向对应、条数相等的第二轴向凸筋和轴向凹槽，且第二轴向凸筋的端面设有轴向清堵喷嘴，在第二轴向凸筋的表面设置有第一轴向供水孔，在轴向凹槽内设置一个径向直槽，所述第二滑阀组件设于第三内组管的内腔内，控制轴向清堵喷嘴在特定的水力压力下实现瞬间喷射，所述锥孔筛孔板条设于轴向凹槽内。

进一步，所述第三内组管包括第二母端供流管、第三母端支撑环、第二过渡件、第二公端供流管和第三公端支撑环，所述第二母端供流管以及第二公端供流管分别设于第二过渡件的两端，所述第三母端支撑环设于第二母端供流管的另一端，所述第三公端支撑环设于第二公端供流管的另一端，所述第二母端供流管与第三母端支撑环之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封，所述第二母端供流管与第二过渡件之间采用插接连接并用固定密封圈密封，所述第二过渡件与第三公端供水管之间采用丝扣连接；

所述第二滑阀组件包括第二滑移环、第二压簧和第二限位供水管，所述第二限位供流管一端插设于第二滑移环内腔，所述第二限位供流管的另一端通过第二压簧与第二滑移环相连。

进一步，所述自清堵进气装置还包括堵盖和跨界供水管，所述第二过渡件上开设有第二轴向供水孔，所述跨界供水管设于第一轴向供水孔以及第二轴向供水孔内，所述堵盖设于第一轴向供水孔的外端上。

进一步，所述防回流钻头包括钻头本体和防回流组件，所述防回流组件安装在钻头本体的内腔，所述防回流组件的内腔为中心供流通道，低压钻进时为钻头供流；

钻头本体一端设置有与自清堵进气装置配合的母扣，所述钻头本体一端设置母端定位孔，所述钻头本体另一端的外沿安装有截齿，所述钻头本体另一端的中心设置有供流孔；

所述防回流组件由固定支撑、滑动供流环、弹簧挡圈和压簧组成，所述压簧安装在滑动供流环内腔内，所述滑动供流环安装在固定支撑内腔内，所述滑动供流环一端被弹簧挡圈限位，所述防回流组件从钻头本体母扣段插入钻头本体内腔内，使固定支撑插入母端定位孔并用弹簧挡圈限位固定。

进一步，当钻孔倾角较小时，所述径向增透射流器与自清堵进气装置之间可加装抽采式钻杆或短节钻杆，增加自清堵进气装置与径向增透射流器之间的高度差，避免自清堵进气装置被水淹没而削弱进气功能，当钻孔为水平或俯仰斜孔时，可去掉自清堵进气装置。

本发明所具有的有益效果为：

1.本发明采用中心供流的方式，针对环供流钻具难加工，钻具之间密封问题，提出了穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，整体钻具密封可靠，并且容易加工，降低了加工的成本。

2.本发明针对煤渣煤泥在锥孔筛孔板条外表面堆积堵塞的难题，针对进气装置设计了第二滑阀组件，设计出自清堵进气装置，附加了瞬时轴向射流清堵功能，每次加装钻杆的过程中，对锥孔筛孔板条冲洗清堵一次，还可以通过在孔外开关供流阀门的办法对锥孔筛孔板条进行反复冲洗清堵。

3.本发明自清堵分体式孔底抽采消喷钻具，利用压力级次有别的两套滑阀组件的协同配合，以及钻头用防回流组件，实现造穴射流器、自清堵进气装置和启闭钻头的分离、组合和额外加装，能够更好的适应钻孔倾角的变化：当钻孔角度较小时，可在造穴射流器与自清堵进气装置之间加装钻杆或短节钻杆，增加自清堵进气装置与造穴射流器之间的高度差，防止自清堵进气装备被水淹没，当钻孔为水平钻孔或俯斜钻孔时，可去掉自清堵进气装置。

4.本发明设计了具有防回流功能的中心供流防回流钻头，在钻头的中心供流通道内设置了防回流组件，使射流段水介质不受污染。

附图说明

图1为本发明中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具的总体结构图；

图2为本发明孔内抽采消喷钻具的抽采式钻杆的组部件及装配图；

图3 为本发明孔内抽采消喷钻具的增透射流器的组部件及装配图；

图4 为本发明孔内抽采消喷钻具的增透射流器的工位图；

图5为本发明孔内抽采消喷钻具的自清堵进气装置的零部件图及装配图；

图6 为本发明孔内抽采消喷钻具的自清堵进气装置的工位图；

图7为本发明孔内抽采消喷钻具的防回流钻头零部件图及工位图；

图8为本发明自清堵分体式孔内抽采消喷钻具随角度变化的分体类型图；

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-8所示，本实施例公开了穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，包括抽采式钻杆1、径向增透射流器2、自清堵进气装置3和防回流钻头4，抽采式钻杆1、径向增透射流器2、自清堵进气装置3和防回流钻头4依次丝扣连接而成，其特征在于，抽采式钻杆1包括外钻杆11和第一内组管12，第一内组管12设于外钻杆11的内腔，外钻杆11与第一内组管12之间的环形间隙为瓦斯抽采通道5，第一内组管12的内腔为中心供流通道6，中心洪流通道6给径向增透射流器2、自清堵进气装置3以及防回流钻头4供流，自清堵进气装置2上设有径向进气通道7，径向增透射流器2内通过的径向水射流增透所产生的瓦斯气体通过径向进气通道7进入到瓦斯抽采通道5内。

如图1所示，孔内抽采消喷钻具由多根抽采式钻杆1、径向增透射流器2、自清堵进气装置3和防回流钻头4依次丝扣连接而成。在抽采式钻杆1、径向增透射流器2、自清堵进气装置3的内腔中均安装有内组管，内组管与内腔壁之间的环隙为瓦斯抽采通道5，内组管内腔为中心供流通道6，中心供流通道6在不同的滑阀组件的控制下给径向增透喷嘴216、轴向清堵喷嘴317和防回流钻头4供流；径向水射流增透所产出的瓦斯气体通过自清堵进气装置2上的径向进气通道7进入位于内组管与内腔壁之间环隙的瓦斯抽采通道5。

如图2所示，其中图2-a为外钻杆11的立体结构图，在外钻杆11的两端分别加工有公扣111、母扣112、公端定位孔113和母端定位孔114,外钻杆11外表面设置有螺旋凹槽115或螺旋凸筋或棱状刻槽，亦即外钻杆11的外表形状可以与现行钻杆的外表形状相同，以增加钻杆的碎渣、搅拌和输送能力；

图2-b为第一内组管12的立体结构图，第一内组管12由第一母端支撑环121、中心供流管122和第一公端支撑环123组成，中心供流管122与第一母端支撑环121之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封。

如图1-2所示，第一内组管12和外钻杆11插装顺序为：将第一内组管12从外钻杆11的母扣端插入外钻杆11的内腔，使第一公端支撑环123插入公端定位孔113并用弹簧挡圈限位固定，使第一母端支撑环121插入母端定位孔114并与弹簧挡圈限位固定。

如图3所示，其中图3-a为第一杆体21的立体结构图，第一杆体21的两端分别设置有公扣211、母扣212、公端定位孔213和母端定位孔214；第一杆体21上设置有两条或三条或四条第一轴向凸筋215，并在第一轴向凸筋215上安装有径向增透喷嘴216，径向喷嘴的数量和径向喷嘴的喷射口直径可根据煤层地质条件和泵站压力参数进行调整，可在第一轴向凸筋215上加工斜凹槽2151，赋予第一杆体一定的碎渣功能和输送功能，可在第一轴向凸筋的端面设置切割刀片2152，便于退钻时第一杆体通过煤岩交界面，若被阻挡，切割刀片2152可旋切煤岩交界面强制通过。径向增透喷嘴216靠近端部安装有固定密封圈，径向增透喷嘴216跨越第一杆体21与第一过渡件223连接限位，实现供水的同时并保证供水通道不会向瓦斯抽采通道5泄露；

图3-b为第二内组管22的立体图，第二内组管22由第一母端供流管221、第二母端支撑环222、第一过渡件223、第一公端供流管224和第二公端支撑环225组成，第一母端供流管221与第二母端支撑环222之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封，第一母端供流管221与第一过渡件223之间采用插接连接并用固定密封圈密封，第一过渡件223与第一公端供流管224之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封；

图3-c为第一滑阀组件23的立体图，第一滑阀组件23由第一滑移环231、第一压簧232和第一限位供流管233组成，在第一滑移环231的迎流面上设置有第一控能面2311，改变控能面2311的形状可以改变第一压簧232的受力大小，在第一限位供流管233上加工有第一进水直槽2331、第一出水直槽2332、第一限位面2333，第一进水直槽2331、第一出水直槽2332分别起到进出水的功能，第一限位面2333与第一滑移环231端面配合起到第一滑阀组件23的关闭，第一滑阀组件23的功能是控制径向增透喷嘴216在特定的水力压力下对钻孔周围的煤体实施水力造穴增透；

图3-d为增透射流器2的立体装配图，第一滑阀组件23、第二内组管22和第一杆体21插装顺序为：将第一滑阀组件23插入第一过渡件223内腔中，两端分别按顺序连接上第一母端供流管221、第二母端支撑环222、第一公端供流管224和第二公端支撑环225，将第二内组管22从第一杆体21的母扣端插入第一杆体21的内腔，使第二公端支撑环225插入公端定位孔213并用弹簧挡圈限位固定，使第二母端支撑环222插入母端定位孔214并与弹簧挡圈限位固定。

如图4所示，为本发明孔内抽采消喷钻具的增透射流器的工位图，图4-a为非射流工位，图4-b为射流工位，在其他实施例中，改变弹簧的类型和安装位置，也在本发明保护范畴，在具体实施时，采用压簧滑阀组件更加方便。

如图5-6所示，其中图5为本发明孔内抽采消喷钻具的自清堵进气装置的零部件图及装配图，图6为本发明孔内抽采消喷钻具的自清堵进气装置的工位图，图6-a非轴向清堵工位图，图6-b轴向清堵工位图，自清堵进气装置3由第二杆体31、第三内组管32、第二滑阀组件33、锥孔筛孔板条34、堵盖35和跨界供流管36组成，第三内组管32安装在第二杆体31的内腔，第二滑阀组件33安装在第二内组管32的内腔；

图5-a为第二杆体31的立体结构图，第二杆体31的两端分别设置有公扣311、母扣312、公端定位孔313和母端定位孔314，公扣311与防回流钻头4的母扣411丝扣连接，母扣312与径向增透射流器2的公扣211丝扣连接；第二杆体31的外表上设置有轴向对应、条数相等的第二轴向凸筋315和轴向凹槽316，并在第二轴向凸筋315的端面安装有轴向清堵喷嘴317，在第二轴向凸筋315的表面设置有第一轴向供水孔3151，在轴向凹槽内设置一个径向直槽3161；

图5-b为第三内组管32的立体结构图，第三内组管32由第二母端供流管321、第三母端支撑环322、第二过渡件323、第二公端供流管324和第三公端支撑环325组成，第二母端供流管321与第三母端支撑环322之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封；第二母端供流管321与第二过渡件323之间采用插接连接并用固定密封圈密封；第二过渡件323与第三公端供水管324之间采用丝扣连接；第二过渡件323表面加工有与第一轴向供水孔3151数量直径相等的第二轴向供水孔3231，位于不同部件上数量直径相同的第一轴向供流孔3151第二轴向供流孔3231内涂胶后紧配合打入跨界供水管36，堵盖35在紧配合安装完跨界供水管36后安装在第一轴向供水孔3151上，防止水流的泄露，跨界供水管36的内孔为轴向清堵喷嘴317供流，跨界供水管36跨越两个部件的一个界面，实现供水的同时并保证供水通道不会向瓦斯抽采通道5泄露；

图5-c为第二滑阀组件33的零部件立体图，第二滑阀组件33由第二滑移环331、第二压簧332和第二限位供水管333组成，在第二滑移环331的迎流面上设置有第二控能面3311，改变控能面3311的形状可以改变第二压簧332的受力大小，在第二限位供流管333上加工有第二进水直槽3331、第二出水直槽3332、第二限位面3333，第二进水直槽3331、第二出水直槽3332分别起到进出水的功能，第二限位面3333与第二滑移环331端面配合起到第二滑阀组件33的关闭，第二滑阀组件33的功能是控制轴向清堵喷嘴317在特定的水力压力下实现瞬间喷射，对锥孔筛孔板条34外表堆积的煤渣泥实施冲洗清堵；

图5-d为锥孔筛孔板条24的示意图，在锥孔筛孔板条24上设置用大量锥形筛孔241，锥孔筛孔板条24的宽度应与轴向凹槽214的宽度对应，锥孔筛孔板条24焊接或嵌装在轴向凹槽214内；

图5-e为本发明孔内抽采消喷钻具的自清堵进气装置的装配图，第二滑阀组件33、第三内组管32和第二杆体31插装顺序为：将第一滑阀组件33插入第二过渡件323内腔中，两端分别按顺序连接上第二母端供流管321、第三母端支撑环322、第二公端供流管324和第三公端支撑环325，将第三内组管32从第二杆体31的母扣端插入第二杆体31的内腔，使第三公端支撑环325插入公端定位孔313并用弹簧挡圈限位固定，使第三母端支撑环322插入母端定位孔314并与弹簧挡圈限位固定。

如图7所示，防回流钻头4由钻头本体41和防回流组件42组成。防回流组件42安装在钻头本体41的内腔，防回流组件42的内腔为供流通道6，低压钻进时为钻头供流；

图7-a为防回流钻头结构图，钻头本体41一端设置有与自清堵进气装置的第二杆体配合的母扣，钻头本体一端设置母端定位孔；钻头本体41另一端的外沿安装有截齿413，钻头本体41另一端的中心设置有供流孔414。防回流组件42由固定支撑421、滑动供流环422、弹簧挡圈423和压簧424组成。压簧422安装在滑动供流环422内腔内；滑动供流环422安装在固定支撑421内腔内，滑动供流环422一端被弹簧挡圈423限位；防回流组件42使防回流钻头具备防回流功能。防回流组件42从钻头本体41母扣段插入钻头本体41内腔内，使固定支撑421插入母端定位孔114并与弹簧挡圈限位固定，图7-b防回流工位图。

如图1-7所示，第二母端支撑环222和第三母端支撑环322相同，第二公端支撑环225和第三公端支撑环325相同，防回流组件42的启动压力小于第二滑阀组件的启动压力，第二滑阀组件的启动压力小于第一滑阀组件的启动压力，第一滑阀组件23和第二滑阀组件33结构原理相同，第二滑阀组件33的启动压力小于第一滑阀组件23的启动压力，正常打钻钻进时，防回流组件42首先打开，水流流向钻头进行钻进，当压力升高时，第二滑阀组件33打开，防回流组件42关闭，实施轴向清堵喷嘴317的瞬时射流清堵，压力继续升高第一滑阀组件23打开，开始径向水射流造穴，第二滑阀组件33则自动关闭，终止锥孔筛孔板条的清堵.在实施应用中，根据瓦斯的抽排情况，可以判断锥孔筛孔板条34是否堵塞，如出现堵塞情况，可在孔外反复开关供流阀门，随时对锥孔筛孔板条34的堵塞进行清堵。

图8所示为本发明自清堵孔内抽采消喷钻具随角度变化的分体类型图，当钻孔倾角加大时，采用图8-a所示的抽采式钻杆1、增透射流器2、自清堵进气装置3和防回流钻头4的四组合；

当钻孔倾角较小时，可在增透射流器2和自清堵进气装置3之间加装短节钻杆或整根钻杆8 ，增加自清堵进气装置3与增透射流器2之间高度差，防止自清堵进气装置3被水煤渣淹没；当钻孔为水平钻孔或俯斜钻孔时，可去掉自清堵进气装置2。

此外，需要对孔内抽采消喷钻具其它组合方式说明：对于由多根抽采式钻杆1、径向增透射流器2、自清堵进气装置3、和防回流钻头4组合构成的孔内抽采消喷钻具，自清堵进气装置3可以与防回流钻头4设计加工成一体，径向增透射流器2可以与自清堵进气装置3加工为一体，同样可实现自清堵孔内抽采消喷钻具的防喷孔功能，也在本发明保护范畴。

本专利中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，上述词语并没有特殊的含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，包括抽采式钻杆（1）、径向增透射流器（2）、自清堵进气装置（3）和防回流钻头（4），所述抽采式钻杆（1）、径向增透射流器（2）、自清堵进气装置（3）和防回流钻头（4）依次丝扣连接而成，其特征在于，所述抽采式钻杆（1）包括外钻杆（11）和第一内组管（12），所述第一内组管（12）设于外钻杆（11）的内腔，所述外钻杆（11）与第一内组管（12）之间的环形间隙为瓦斯抽采通道（5），所述第一内组管（12）的内腔为中心供流通道（6），所述中心洪流通道（6）给径向增透射流器（2）、自清堵进气装置（3）以及防回流钻头（4）供流，所述自清堵进气装置（2）上设有径向进气通道（7），所述径向增透射流器（2）内通过的径向水射流增透所产生的瓦斯气体通过径向进气通道（7）进入到瓦斯抽采通道（5）内。

2.根据权利要求1所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述径向增透射流器（2）包括第一杆体（21）、第二内组管（22）和第一滑阀组件（23），所述第二内组管（22）设于第一杆体（21）的内腔，所述中心供流通道（6）位于第二内组管（22）的内腔，所述瓦斯抽采通道（5）位于第一杆体（21）与第二内组管（22）之间的环形间隙，所述第一杆体（21）上设有第一轴向凸筋（215），所述第一轴向凸筋（215）上设有径向增透喷嘴（216），且径向增透喷嘴（216）与第二内组管（22）相连通，所述第一滑阀组件（23）设于第二内组管（22）的内腔，用以控制径向增透喷嘴（216）的开闭。

3.根据权利要求2所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述第二内组管（22）包括第一母端供流管（221）、第二母端支撑环（222）、第一过渡件（223）、第一公端供流管（224）和第二公端支撑环（225），所述第一母端供流管（221）以及第一公端供流管（224）分别设于第一过渡件（223）的两端，所述第二母端支撑环（222）设于第一母端供流管（221）的另一端，所述第二公端支撑环（225）设于第一公端供流管（224）的另一端，所述第一母端供流管（221）与第二母端支撑环（222）之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封，第一母端供流管（221）与第一过渡件（223）之间采用插接连接并用固定密封圈密封，第一过渡件（223）与第一公端供流管（224）之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封。

4.根据权利要求3所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述第一滑阀组件（23）包括第一滑移环（231）、第一压簧（232）和第一限位供流管（233），所述第一限位供流管（233）一端插设于第一滑移环（231）内腔，所述第一限位供流管（233）的另一端通过第一压簧（232）与第一滑移环（231）相连。

5.根据权利要求4所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述径向增透喷嘴（216）跨越第一杆体（21）与第一过渡件（223）连接限位，实现供水的同时并保证供水通道不会向瓦斯抽采通道（5）泄露。

6.根据权利要求1所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述自清堵进气装置（3）包括第二杆体（31）、第三内组管（32）、第二滑阀组件（33）和锥孔筛孔板条（34），所述第三内组管（32）设于第二杆体（31）的内腔，所述第二滑阀组件（33）设于第二内组管(32)的内腔，所述中心供流通道（6）位于第三内组管（32）的内腔，所述瓦斯抽采通道（5）位于第二杆体（31）与第三内组管（32）之间的环形间隙，所述第二杆体（31）外表上设置有轴向对应、条数相等的第二轴向凸筋（315）和轴向凹槽（316），且第二轴向凸筋（315）的端面设有轴向清堵喷嘴（317），在第二轴向凸筋（315）的表面设置有第一轴向供水孔（3151），在轴向凹槽内设置一个径向直槽（3161），所述第二滑阀组件（33）设于第三内组管（32）的内腔内，控制轴向清堵喷嘴（317）在特定的水力压力下实现瞬间喷射，所述锥孔筛孔板条（34）设于轴向凹槽（316）内。

7.根据权利要求6所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述第三内组管（32）包括第二母端供流管（321）、第三母端支撑环（322）、第二过渡件（323）、第二公端供流管（324）和第三公端支撑环（325），所述第二母端供流管（321）以及第二公端供流管（324）分别设于第二过渡件（323）的两端，所述第三母端支撑环（322）设于第二母端供流管（321）的另一端，所述第三公端支撑环（325）设于第二公端供流管（324）的另一端，所述第二母端供流管（321）与第三母端支撑环（322）之间采用丝扣连接并用固定密封圈密封，所述第二母端供流管（321）与第二过渡件（323）之间采用插接连接并用固定密封圈密封，所述第二过渡件（323）与第三公端供水管（324）之间采用丝扣连接；

所述第二滑阀组件（33）包括第二滑移环（331）、第二压簧（332）和第二限位供水管（333），所述第二限位供流管（333）一端插设于第二滑移环（331）内腔，所述第二限位供流管（333）的另一端通过第二压簧（332）与第二滑移环（331）相连。

8.根据权利要求7所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述自清堵进气装置（3）还包括堵盖（35）和跨界供水管（36），所述第二过渡件（323）上开设有第二轴向供水孔（3231），所述跨界供水管（36）设于第一轴向供水孔（3151）以及第二轴向供水孔（3231）内，所述堵盖（35）设于第一轴向供水孔（3151）的外端上。

9.根据权利要求1所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，所述防回流钻头（4）包括钻头本体（41）和防回流组件（42），所述防回流组件（42）安装在钻头本体（41）的内腔，所述防回流组件（42）的内腔为中心供流通道（6），低压钻进时为钻头供流；

钻头本体（41）一端设置有与自清堵进气装置（3）配合的母扣（411），所述钻头本体（41）一端设置母端定位孔（412），所述钻头本体（41）另一端的外沿安装有截齿（413），所述钻头本体（41）另一端的中心设置有供流孔（414）；

所述防回流组件（42）由固定支撑（421）、滑动供流环（422）、弹簧挡圈（423）和压簧（424）组成，所述压簧（422）安装在滑动供流环（422）内腔内，所述滑动供流环（422）安装在固定支撑（421）内腔内，所述滑动供流环（422）一端被弹簧挡圈（423）限位，所述防回流组件（42）从钻头本体（41）母扣段插入钻头本体（41）内腔内，使固定支撑（421）插入母端定位孔（114）并用弹簧挡圈限位固定。

10.基于权利要求1-9任一所述的穿层钻孔中心供流自清堵孔内抽采消喷钻具，其特征在于，当钻孔倾角较小时，所述径向增透射流器（2）与自清堵进气装置之间可加装抽采式钻杆或短节钻杆，增加自清堵进气装置（3）与径向增透射流器之间的高度差，避免自清堵进气装置（3）被水淹没而削弱进气功能，当钻孔为水平或俯仰斜孔时，可去掉自清堵进气装置（3）。