CN118208156A - 一种用于地下煤层气钻井装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻井工具的技术领域，特别是涉及一种用于地下煤层气钻井装置及其使用方法，其钻井装置包括钻井平台，所述钻井平台上设置有钻井组件，所述钻井组件包括竖直轨道，所述竖直轨道上设置有升降组件，所述竖直轨道下端设置有夹持组件，所述升降组件下端设置有钻探组件。通过设置压力传感器可以间接对钻杆进行检测；通过设置水平传感器和角度传感器可以精确得出设备的钻探深度，以及钻探过程中，钻头遇到坚硬岩层时，使更多的钻井液作用在钻头处进行降温和辅助钻探；通过设置夹持环降低钻杆的抖动，及钻杆下降超速时减缓钻杆的下降速度。

Description

一种用于地下煤层气钻井装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及钻井工具的技术领域，特别是涉及一种用于地下煤层气钻井装置及其使用方法。

背景技术

煤矿区煤层气(瓦斯)开发对保障井下安全生产、增加清洁能源供应、促进节能减排、减少温室气体排放具有重要意义，煤层气的开采一般有两种方式：一是地面钻井开采；二是井下瓦斯抽采。

申请号为201610700833.8的一种适用于地面煤层气钻井施工的车载钻机及施工方法，包括：底盘，动力单元和给进装置；其中，动力单元和给进装置沿底盘中心轴线布置；所述底盘的四周分别设置前支腿和后支腿；所述动力单元设置于底盘中间的内凹部位；所述给进装置上设置有可沿纵向滑动的拖板；所述拖板通过俯仰油缸与底盘连接；所述给进装置上设置动力头，但是该装置在使用时，钻探遇到坚硬岩层时，钻头摩擦热量升高，容易使设备发生损坏。

地底的情况复杂多样，在钻头遇到岩层时，其钻探速度会下降，并且容易发生震动，以及钻头摩擦产生的热量会更多，并且钻杆易附着钻井液，进而导致钻杆锈蚀，同时，钻杆进行拆卸过程中，钻杆表面粘附的泥浆容易使夹具打滑，从而钻杆的拆卸容易发生事故。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于地下煤层气钻井装置及其使用方法。

本发明的一种用于地下煤层气钻井装置，包括钻井平台，所述钻井平台上设置有钻井组件，所述钻井组件包括竖直轨道，所述竖直轨道上设置有升降组件，所述竖直轨道下端设置有夹持组件，所述升降组件下端设置有钻探组件；

所述夹持组件包括第一夹持壳和第二夹持壳，所述第一夹持壳内滑动设置有横向滑块，所述横向滑块侧端设置有圆盘，所述圆盘侧端转动设置有安装盘，所述安装盘远离圆盘的一侧设置有滚轮，所述滚轮表面设置有压力传感器，所述滚轮内还设置有水平传感器和角度传感器，所述第二夹持壳内设置有驱动缸，所述驱动缸的输出端设置有夹持环，所述夹持环远离驱动缸的一侧设置有喷口，所述夹持环上设置有第一连通管与第二连通管；

所述钻探组件包括喷管。

本发明设置滚轮、压力传感器、水平传感器和角度传感器，通过压力传感器的辅助可以间接对钻杆进行探伤，通过水平传感器和角度传感器的辅助可以精确得出设备的钻探深度，以及钻探过程中，钻头遇到坚硬岩层时，使更多的钻井液作用在钻头处进行降温和辅助钻探，以及通过夹持环的辅助降低钻杆的抖动，并且钻杆下降速度超过阈值时，通过夹持环对钻杆的夹持减缓钻杆的下降速度，减少钻头钻探时的意外发生，而在钻杆拆卸时，通过夹持环的刮除和喷口喷出的钻井液配合对钻杆表面进行清理，使后续钻杆拆卸时，夹持环对钻杆的夹持更加稳定。

优选地，所述升降组件包括升降滑块，所述升降滑块设置于竖直轨道上，所述升降滑块侧端设置有安装架，所述安装架上设置有限位滑轨，所述限位滑轨上滑动设置有限位滑块，所述安装架上设置有液压缸，所述液压缸的输出端与限位滑块连接，所述限位滑块侧端设置有钻探电机，所述钻探电机的输出端设置有连接器，所述钻探组件设置于连接器下端。

优选地，所述钻井组件还包括线缆架，所述线缆架设置于竖直轨道侧端，所述竖直轨道顶端设置有支撑架，所述支撑架上设置有转向轮，所述线缆架下端设置于升降组件顶端，所述竖直轨道设置于钻井平台上端，所述竖直轨道与钻井平台之间还设置有稳定板。

优选地，所述钻井平台顶端设置有卷扬机，所述卷扬机上缠绕设置有钢索，所述钢索通过转向轮进行转向，所述钢索一端设置于升降组件上，所述钢索另一端设置于卷扬机的卷轮上。

优选地，所述钻探组件还包括钻杆，所述钻杆顶端设置有进行连接的连接头，所述钻杆下端设置有钻头，所述钻头下端转动设置有钻盘，所述钻盘外侧设置有凸块，所述钻盘设置有三个，所述喷管设置于钻头上，所述喷管位于两个所述钻盘之间，所述喷管对准钻盘，所述第二连通管与喷管连通。

优选地，所述钻井平台下端设置有脚架，所述钻井平台上还设置有扶梯，所述钻井平台顶端还设置有休息室，所述休息室与钻井平台上均设置有照明灯。

优选地，所述夹持组件还包括连接架，所述连接架设置于竖直轨道下端，所述第一夹持壳转动设置于连接架上，所述第二夹持壳也设置于连接架上，所述第二夹持壳设置于第一夹持壳下端，所述第一夹持壳上转动设置有连接轴，所述连接架两侧均设置有第一阻尼缸，所述连接轴穿过第一阻尼缸的输出端，所述横向滑块与第一夹持壳之间设置有第二阻尼缸。

优选地，所述夹持环内设置有空腔，所述喷口与空腔连通，所述夹持环内侧下端设置有斜面，所述第一连通管与第二连通管均与空腔连通，所述第一连通管与钻井液增压泵连通，所述第一夹持壳和第二夹持壳中心位置设置有弧形槽。

一种用于地下煤层气钻井装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、首先，对钻井平台进行搭建，钻井平台搭建完成后，将钻井组件组装在钻井平台顶端，并且对卷扬机进行安装，使卷扬机的钢索末端固定在升降组件上；

步骤二、启动卷扬机，使升降组件下降，同时启动钻井组件，使钻探组件向下钻探；

步骤三、在钻探组件钻探的过程中，喷口喷出的钻井液对钻杆进行清理，喷管喷出的钻井液对钻头进行降温和辅助钻探，夹持环用于减少钻杆的抖动；

步骤四、钻探完成后，通过夹持组件与升降组件的配合对钻探组件进行拆卸。

优选地，步骤一中卷扬机的钢索需要先经过转向轮再固定在升降组件上。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、本发明设置夹持组件和升降组件，在对钻杆进行装配时，通过升降组件的辅助将平躺在钻井平台上的钻杆进行吊起并对准夹持组件夹持的钻杆，便于对钻杆进行添加，在对钻杆进行拆卸时，通过升降组件的辅助将钻杆吊起，并且通过夹持组件的辅助对下端的钻杆进行夹持，从而便于对最上端的钻杆进行拆卸，提高了设备使用的便捷性。

2、本发明设置夹持组件，通过夹持组件中的压力传感器可以对钻杆表面进行检测，减少因钻杆损坏而引起的钻探事故，通过夹持组件中角度传感器和水平传感器的配合精确得出设备的钻探深度，并且通过夹持组件中夹持环的辅助对钻杆更换时进行夹紧，以及通过夹持环的辅助减少钻杆钻探时的抖动，提高了设备使用的稳定性。

3、本发明设置滚轮、压力传感器、水平传感器和角度传感器，通过压力传感器的辅助可以间接对钻杆进行探伤，通过水平传感器和角度传感器的辅助可以精确得出设备的钻探深度，以及钻探过程中，钻头遇到坚硬岩层时，使更多的钻井液作用在钻头处进行降温和辅助钻探，以及通过夹持环的辅助降低钻杆的抖动，并且钻杆下降速度超过阈值时，通过夹持环对钻杆的夹持减缓钻杆的下降速度，减少钻头钻探时的意外发生，而在钻杆拆卸时，通过夹持环的刮除和喷口喷出的钻井液配合对钻杆表面进行清理，使后续钻杆拆卸时，夹持环对钻杆的夹持更加稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的钻探组件的结构示意图；

图3是本发明的钻井组件的结构示意图；

图4是本发明的图3中A处的结构示意图；

图5是本发明的钻探电机与限位滑块等部件的结构示意图；

图6是本发明的夹持组件的结构示意图。

附图标记：1、钻井平台；2、钻井组件；3、夹持组件；4、升降组件；5、钻探组件；6、卷扬机；7、脚架；8、扶梯；9、休息室；10、照明灯；201、竖直轨道；202、线缆架；203、支撑架；204、转向轮；205、稳定板；301、第一夹持壳；302、第二夹持壳；303、横向滑块；304、圆盘；305、安装盘；306、滚轮；307、驱动缸；308、夹持环；309、喷口；310、第一连通管；311、第二连通管；312、连接架；313、连接轴；314、第一阻尼缸；315、第二阻尼缸；401、升降滑块；402、安装架；403、限位滑轨；404、限位滑块；405、液压缸；406、钻探电机；407、连接器；501、喷管；502、钻杆；503、钻头；504、钻盘；505、凸块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

本发明的一种用于地下煤层气钻井装置，如图1至图5所示，包括钻井平台1，钻井平台1上设置有钻井组件2，钻井组件2包括竖直轨道201，竖直轨道201上设置有升降组件4，竖直轨道201下端设置有夹持组件3，升降组件4下端设置有钻探组件5，钻井平台1搭建在进行地下煤层气开采的区域，将钻井组件2在钻井平台1上进行组装，竖直轨道201安装固定在钻井平台1顶端，升降组件4在竖直轨道201上进行上下移动，进而带动升降组件4上的钻探组件5进行升降，钻探组件5进行升降时对地面进行钻探。

钻井组件2还包括线缆架202，线缆架202设置于竖直轨道201侧端，竖直轨道201顶端设置有支撑架203，支撑架203上设置有转向轮204，线缆架202下端设置于升降组件4顶端，竖直轨道201设置于钻井平台1上端，竖直轨道201与钻井平台1之间还设置有稳定板205，线缆架202用于对设备的线缆进行规整，并且线缆架202可以进行变形，用于使升降组件4进行升降的钢索通过转向轮204进行限位和转向，使升降组件4进行升降时更加稳定。

钻井平台1顶端设置有卷扬机6，卷扬机6上缠绕设置有钢索，钢索通过转向轮204进行转向，钢索一端设置于升降组件4上，钢索另一端设置于卷扬机6的卷轮上，卷扬机6的卷轮对钢索进行收卷，而钢索被收卷时会带动升降组件4进行上升，钢索在被释放时，升降组件4会向下滑动，并且钢索在辅助升降组件4进行升降时，通过转向轮204的辅助对钢索进行限位和转向，使升降组件4的升降更加稳定。

钻井平台1下端设置有脚架7，钻井平台1上还设置有扶梯8，钻井平台1顶端还设置有休息室9，休息室9与钻井平台1上均设置有照明灯10，钻井平台1通过脚架7进行支撑，工作人员通过扶梯8可以便捷的登上钻井平台1进行设备操作，并且通过休息室9可以供给工作人员休息。

升降组件4包括升降滑块401，升降滑块401设置于竖直轨道201上，升降滑块401侧端设置有安装架402，安装架402上设置有限位滑轨403，限位滑轨403上滑动设置有限位滑块404，安装架402上设置有液压缸405，液压缸405的输出端与限位滑块404连接，限位滑块404侧端设置有钻探电机406，钻探电机406的输出端设置有连接器407，钻探组件5设置于连接器407下端，钢索在被卷扬机6的卷轮进行收卷缠绕时，钢索会将升降滑块401向上拉起，进而使升降滑块401沿着竖直轨道201向上移动，启动液压缸405，液压缸405的输出端带动限位滑块404的移动，使限位滑块404沿着限位滑轨403进行移动，而限位滑块404进行移动时会带着钻探电机406进行横向移动，进而使钻杆502进行横向移动，钻杆502进行横向移动时便于进行拆杆和装杆操作。

钻探组件5包括喷管501和钻杆502，钻杆502顶端设置有进行连接的连接头，钻杆502下端设置有钻头503，钻头503下端转动设置有钻盘504，钻盘504外侧设置有凸块505，钻盘504设置有三个，喷管501设置于钻头503上，喷管501位于两个钻盘504之间，喷管501对准钻盘504，钻探电机406启动后，钻探电机406的输出端会带动钻杆502的转动，而钻杆502进行转动时会使钻头503进行转动，钻头503的转动会对地面进行钻探，从而形成孔洞，而钻探过程中，喷管501会喷出钻井液，通过钻井液的辅助使钻探更加顺利，并且钻井液也可以对钻头503进行冷却。

本发明在使用的过程中，首先对钻井平台1以及钻井平台1下方的脚架7进行搭建，而后将卷扬机6安装在钻井平台1上，并将钻井组件2组装在钻井平台1上端，在进行搭建的过程中，各部件的安装需要通过起吊机进行协助，以确保安装的稳定性和安全性，在钻井组件2组装完成后，将卷扬机6上的钢索拉出，使钢索穿过转向轮204进行转向，而后钢索的末端固定在升降组件4上。

在设备组装完成后，将钻杆502与连接器407进行连接固定，而后启动卷扬机6，通过卷扬机6的辅助对钢索进行收卷，钢索被收卷时会拉着安装架402向上移动，安装架402向上移动时通过升降滑块401与竖直轨道201配合进行限位，使安装架402的上升更加稳定，安装架402在上升的过程中也会将钻杆502进行吊起，在钻杆502吊起后，启动液压缸405，液压缸405的输出端带动限位滑块404向靠近竖直轨道201的方向移动，进而使钻杆502移动对准钻井平台1上预留的钻井口，此时将钻头503与钻杆502进行连接组装。

在钻头503与钻杆502连接固定完成后，启动钻探电机406，钻探电机406的输出端通过连接器407的辅助带动钻杆502的转动，进而使钻头503进行转动，在钻头503转动的同时，启动卷扬机6反转，使卷扬机6对钢索进行缓慢释放，随着钢索的释放，安装架402在重力的作用下向下移动，使钻杆502和钻头503向下位移，此时伴随着钻头503的转动，钻头503接触地面后进行钻井，在钻井的过程中，喷管501会喷出钻井液，在钻井液的辅助下钻头503的钻井更加便捷，并且钻井液也可以对钻头503进行降温。

在安装架402下移到最底端时，需要对钻杆502进行添加，此时借助外界夹具对钻杆502进行夹持，使连接器407在与钻杆502脱离后，钻杆502能够保持稳定，在连接器407与钻杆502脱离后，启动液压缸405，液压缸405的输出端带动限位滑块404向远离竖直轨道201的方向移动，在限位滑块404移动至极限时，将连接器407与平躺在钻井平台1上的另一根钻杆502进行连接固定，此时启动卷扬机6对钢索进行收卷，进而使安装架402向上移动，从而将另一根钻杆502进行吊起，在另一根钻杆502吊起后，启动液压缸405，使另一根钻杆502进行横向移动，使另一根钻杆502与正在使用的钻杆502进行对准并连接，在这一过程中，卷扬机6和液压缸405进行配合运转，确保两个钻杆502连接的稳定便捷，在两根钻杆502连接完成后，将外界夹具进行拆卸，而后重复之前的钻井。

基于上述提供的用于地下煤层气钻井装置，虽然在使用时能够进行便捷而稳定的钻井，但是该设备在具体使用的过程中，地底的情况复杂多样，在钻头503遇到岩层时，其钻探速度会下降，并且容易发生震动，以及钻头503摩擦产生的热量会更多，并且钻杆502易附着钻井液，进而导致钻杆502锈蚀，同时，钻杆502进行拆卸过程中，钻杆502表面粘附的泥浆容易使夹具打滑，从而使钻杆502的拆卸容易发生事故。

如图1至图6所示，夹持组件3包括第一夹持壳301和第二夹持壳302，第一夹持壳301内滑动设置有横向滑块303，横向滑块303侧端设置有圆盘304，圆盘304侧端转动设置有安装盘305，安装盘305远离圆盘304的一侧设置有滚轮306，滚轮306表面设置有压力传感器，滚轮306内还设置有水平传感器和角度传感器，第二夹持壳302内设置有驱动缸307，驱动缸307的输出端设置有夹持环308，夹持环308远离驱动缸307的一侧设置有喷口309，夹持环308上设置有第一连通管310与第二连通管311，横向滑块303与第一夹持壳301之间设置有第二阻尼缸315，钻杆502穿过两个滚轮306之间时，受到第二阻尼缸315的作用，会使滚轮306压在钻杆502表面，随着钻杆502的升降，滚轮306也会随之进行转动，而滚轮306的转动可以通过滚轮306内的角度传感器进行检测，在钻杆502竖直下降时通过滚轮306转动的角度和滚轮306的直径可以间接得出钻杆502的升降距离，即滚轮306的滚动距离对应钻探深度，而由于钻杆502往往是转动和下降同时进行的，因此通过水平传感器可以检测出滚轮306的倾斜角度，即安装盘305的转动幅度，进而与角度传感器配合得出钻杆502的精确钻探深度，滚轮306的滚动距离与实际钻探深度和滚轮306的倾斜角度为余弦函数，使设备的钻探更加精确，并且滚轮306压在钻杆502表面时，随着钻杆502的转动与下降，压力传感器可以检测出钻杆502与滚轮306之间的压力，进而可以对钻杆502表面进行探伤，在遇到钻杆502表面存在凹陷和异常凸起，压力传感器的检测数值会骤减和骤增，从而使设备紧急停机，以避免钻探事故的发生，并且在需要进行钻杆502的拆卸或加装时，启动驱动缸307，驱动缸307的输出端带动夹持环308的移动，两个夹持环308配合对钻杆502进行夹持固定，从而便于对钻杆502进行拆卸或加装。

夹持组件3还包括连接架312，连接架312设置于竖直轨道201下端，第一夹持壳301转动设置于连接架312上，第二夹持壳302也设置于连接架312上，第二夹持壳302设置于第一夹持壳301下端，第一夹持壳301上转动设置有连接轴313，连接架312两侧均设置有第一阻尼缸314，连接轴313穿过第一阻尼缸314的输出端，两个第一阻尼缸314用于确保第一夹持壳301受到横向的外力时能够进行卸力和保持稳定，确保设备钻探的正常运转。

第二连通管311与喷管501连通，夹持环308内设置有空腔，喷口309与空腔连通，夹持环308内侧下端设置有斜面，第一连通管310与第二连通管311均与空腔连通，第一连通管310与钻井液增压泵连通，第一夹持壳301和第二夹持壳302中心位置设置有弧形槽，启动钻井液增压泵后，钻井液增压泵作为动力源将钻井液通过第一连通管310送入到夹持环308内的空腔中，而后空腔中的钻井液通过喷口309进行喷出，喷口309喷出的钻井液会对钻杆502表面进行冲洗，使钻杆502表面粘附的泥块脱落，避免夹持环308在对钻杆502进行夹持时，夹持环308夹持在泥块位置，而泥块受到压力松散，使钻杆502掉落，提高了设备使用的稳定性，而在对钻杆502进行拆卸时，钻杆502上升时，夹持环308也能将钻杆502表面粘附的杂质进行刮除，确保拆卸下来的钻杆502表面整洁，减少对钻杆502的后续清理。

如图1至图6所示，本发明的用于地下煤层气钻井装置，其在工作时，在钻杆502下降穿过两个滚轮306之间时，受到第二阻尼缸315的辅助，使滚轮306压在钻杆502表面，而随着钻杆502的转动和下降，滚轮306内的角度传感器和水平传感器会发生运转，由于钻杆502的转动和下降，会使安装盘305发生转动，从而使水平传感器的检测数值发生变化，并且滚轮306也会受到摩擦作用而转动，从而使角度传感器的检测数值变化，通过角度传感器和水平传感器的相互配合，可以精确的检测出钻杆502的下降距离，进而得出钻杆502的钻探深度，提高了设备的钻探精确性。

并且滚轮306压在钻杆502表面时，压力传感器会检测到钻杆502与滚轮306之间的压力数值，而若压力传感器的检测数值骤降时，表明钻杆502表面存在凹陷，此时设备进行紧急停机以对钻杆502进行更换，而压力传感器的检测数值骤增时，表明此时钻杆502表面存在泥块或别的杂质，此时设备进行紧急停机以使工作人员进行现场判断，若为泥块，则重新启动设备，使泥块在喷口309喷出的钻井液辅助下进行清理，若为其他不可清理杂质，则进行钻杆502的更换，确保设备的正常运转，避免因钻杆502的异常而导致钻探事故的发生。

随着钻探的进行，钻井液增压泵启动，钻井液增压泵作为动力源将钻井液通过第一连通管310送入到夹持环308内的空腔中，而后空腔中的钻井液通过喷口309进行喷出，喷口309喷出的钻井液会对钻杆502进行冲洗，使钻杆502表面的杂质进行冲洗掉落，确保在进行钻杆502添加时，夹持环308对钻杆502夹持的稳定性，并且空腔内的钻井液也会通过第二连通管311进入到喷管501内，喷管501喷出的钻井液会对钻头503进行降温和辅助钻探。

在设备进行稳定钻探的过程中水平传感器的检测数值处于稳定区间，当钻头503钻探遇到坚硬的岩层时，钻头503的钻探效率下降，并且钻头503的摩擦热量会增加，此时水平传感器的检测数值会变小，而水平传感器的检测数值减小时，设备会启动驱动缸307，使驱动缸307的输出端带动夹持环308靠近钻杆502但不接触，此时，夹持环308靠近钻杆502时，喷口309喷出钻井液的阻力增大，因此，由喷管501喷出的钻井液会增多，作用在钻头503处的钻井液增多时会加强对钻头503的降温效果，并且更多的钻井液也能够更好的辅助钻头503的钻探，同时钻头503在对坚硬的岩层进行钻探时，随着岩层的破坏崩裂，钻杆502受到的震动会加强，进而容易使钻杆502发生抖动，而此时夹持环308靠近钻杆502，通过夹持环308的限位，减少钻杆502的抖动幅度，对钻杆502进行保护，提高了设备使用的稳定性。

当角度传感器和水平传感器对钻杆502的钻探深度进行协同测量时，若钻杆502的钻探深度增加过快时，表明钻杆502的下降速度过大，此时设备启动驱动缸307，使驱动缸307的输出端带着夹持环308压在钻杆502上产生摩擦力，进而减缓钻杆502的下降速度，避免钻头503下降时突然遇到坚硬岩层，钻头503受到撞击而损坏，确保了设备的稳定钻探，并且钻杆502的下降速度增大，表明此时钻头503的钻探区域为土层，随着钻探的进行，泥土或石块容易卡在钻盘504上，而夹持环308此时压在钻杆502上，所有的钻井液通过喷管501喷出，喷管501喷出的钻井液能够对钻头503进行冲洗，避免泥土或石块卡在钻盘504上，提高设备的钻探效果。

在钻探完成后对钻杆502进行拆卸时，钻杆502上升而不转动，角度传感器的检测数值正常而水平传感器的检测数值为零，即角度传感器的检测数值对应钻杆502的上升距离，此时设备启动驱动缸307，使夹持环308靠近钻杆502，随着钻杆502的上升，夹持环308会将钻杆502表面粘附的泥土刮除，并且喷口309喷出的钻井液也会对钻杆502表面进行清理，确保夹持环308对钻杆502夹持时更加稳定，而角度传感器的检测数值变化超过阈值时，设备再次启动驱动缸307，使夹持环308对钻杆502夹紧，以对上端的钻杆502进行拆卸，确保钻杆502拆卸的稳定。

本发明所实现的主要功能为：本发明设置滚轮306、压力传感器、水平传感器和角度传感器，通过压力传感器的辅助可以间接对钻杆502进行探伤，通过水平传感器和角度传感器的辅助可以精确得出设备的钻探深度，以及钻探过程中，钻头503遇到坚硬岩层时，使更多的钻井液作用在钻头503处进行降温和辅助钻探，以及通过夹持环308的辅助降低钻杆502的抖动，并且钻杆502下降速度超过阈值时，通过夹持环308对钻杆502的夹持减缓钻杆502的下降速度，减少钻头503钻探时的意外发生，而在钻杆502拆卸时，通过夹持环308的刮除和喷口309喷出的钻井液配合对钻杆502表面进行清理，使后续钻杆502拆卸时，夹持环308对钻杆502的夹持更加稳定。

本发明还提供一种用于地下煤层气钻井装置的使用方法，利用上述的用于地下煤层气钻井装置进行钻探，包括以下步骤：

步骤一、首先，对钻井平台1进行搭建，钻井平台1搭建完成后，将钻井组件2组装在钻井平台1顶端，并且对卷扬机6进行安装，使卷扬机6的钢索末端固定在升降组件4上。

步骤二、启动卷扬机6，使升降组件4下降，同时启动钻井组件2，使钻探组件5向下钻探。

步骤三、在钻探组件5钻探的过程中，喷口309喷出的钻井液对钻杆502进行清理，喷管501喷出的钻井液对钻头503进行降温和辅助钻探，夹持环308用于减少钻杆502的抖动。

步骤四、钻探完成后，通过夹持组件3与升降组件4的配合对钻探组件5进行拆卸。

步骤一中卷扬机6的钢索需要先经过转向轮204再固定在升降组件4上。

本发明的用于地下煤层气钻井装置，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于地下煤层气钻井装置，包括钻井平台（1），所述钻井平台（1）上设置有钻井组件（2），其特征在于，所述钻井组件（2）包括竖直轨道（201），所述竖直轨道（201）上设置有升降组件（4），所述竖直轨道（201）下端设置有夹持组件（3），所述升降组件（4）下端设置有钻探组件（5）；

所述夹持组件（3）包括第一夹持壳（301）和第二夹持壳（302），所述第一夹持壳（301）内滑动设置有横向滑块（303），所述横向滑块（303）侧端设置有圆盘（304），所述圆盘（304）侧端转动设置有安装盘（305），所述安装盘（305）远离圆盘（304）的一侧设置有滚轮（306），所述滚轮（306）表面设置有压力传感器，所述滚轮（306）内还设置有水平传感器和角度传感器，所述第二夹持壳（302）内设置有驱动缸（307），所述驱动缸（307）的输出端设置有夹持环（308），所述夹持环（308）远离驱动缸（307）的一侧设置有喷口（309）；

所述钻探组件（5）包括喷管（501）。

2.如权利要求1所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述升降组件（4）包括升降滑块（401），所述升降滑块（401）设置于竖直轨道（201）上，所述升降滑块（401）侧端设置有安装架（402），所述安装架（402）上设置有限位滑轨（403），所述限位滑轨（403）上滑动设置有限位滑块（404），所述安装架（402）上设置有液压缸（405），所述液压缸（405）的输出端与限位滑块（404）连接，所述限位滑块（404）侧端设置有钻探电机（406），所述钻探电机（406）的输出端设置有连接器（407），所述钻探组件（5）设置于连接器（407）下端。

3.如权利要求1所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述钻井组件（2）还包括线缆架（202），所述线缆架（202）设置于竖直轨道（201）侧端，所述竖直轨道（201）顶端设置有支撑架（203），所述支撑架（203）上设置有转向轮（204），所述线缆架（202）下端设置于升降组件（4）顶端，所述竖直轨道（201）设置于钻井平台（1）上端，所述竖直轨道（201）与钻井平台（1）之间还设置有稳定板（205）。

4.如权利要求3所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述钻井平台（1）顶端设置有卷扬机（6），所述卷扬机（6）上缠绕设置有钢索，所述钢索通过转向轮（204）进行转向，所述钢索一端设置于升降组件（4）上，所述钢索另一端设置于卷扬机（6）的卷轮上。

5.如权利要求4所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述钻探组件（5）还包括钻杆（502），所述钻杆（502）顶端设置有进行连接的连接头，所述钻杆（502）下端设置有钻头（503），所述钻头（503）下端转动设置有钻盘（504），所述钻盘（504）外侧设置有凸块（505），所述钻盘（504）设置有三个，所述喷管（501）设置于钻头（503）上，所述喷管（501）位于两个所述钻盘（504）之间，所述喷管（501）对准钻盘（504），所述第二连通管（311）与喷管（501）连通。

6.如权利要求1所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述钻井平台（1）下端设置有脚架（7），所述钻井平台（1）上还设置有扶梯（8），所述钻井平台（1）顶端还设置有休息室（9），所述休息室（9）与钻井平台（1）上均设置有照明灯（10）。

7.如权利要求1所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述夹持组件（3）还包括连接架（312），所述连接架（312）设置于竖直轨道（201）下端，所述第一夹持壳（301）转动设置于连接架（312）上，所述第二夹持壳（302）也设置于连接架（312）上，所述第二夹持壳（302）设置于第一夹持壳（301）下端，所述第一夹持壳（301）上转动设置有连接轴（313），所述连接架（312）两侧均设置有第一阻尼缸（314），所述连接轴（313）穿过第一阻尼缸（314）的输出端，所述横向滑块（303）与第一夹持壳（301）之间设置有第二阻尼缸（315）。

8.如权利要求1所述的用于地下煤层气钻井装置，其特征在于，所述夹持环（308）上设置有第一连通管（310）与第二连通管（311），所述夹持环（308）内设置有空腔，所述喷口（309）与空腔连通，所述夹持环（308）内侧下端设置有斜面，所述第一连通管（310）与第二连通管（311）均与空腔连通，所述第一连通管（310）与钻井液增压泵连通，所述第一夹持壳（301）和第二夹持壳（302）中心位置设置有弧形槽。

9.一种如权利要求5所述的用于地下煤层气钻井装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、首先，对钻井平台（1）进行搭建，钻井平台（1）搭建完成后，将钻井组件（2）组装在钻井平台（1）顶端，并且对卷扬机（6）进行安装，使卷扬机（6）的钢索末端固定在升降组件（4）上；

步骤二、启动卷扬机（6），使升降组件（4）下降，同时启动钻井组件（2），使钻探组件（5）向下钻探；

步骤三、在钻探组件（5）钻探的过程中，喷口（309）喷出的钻井液对钻杆（502）进行清理，喷管（501）喷出的钻井液对钻头（503）进行降温和辅助钻探，夹持环（308）用于减少钻杆（502）的抖动；

步骤四、钻探完成后，通过夹持组件（3）与升降组件（4）的配合对钻探组件（5）进行拆卸。

10.如权利要求9所述的用于地下煤层气钻井装置的使用方法，其特征在于，步骤一中卷扬机（6）的钢索需要先经过转向轮（204）再固定在升降组件（4）上。