JP2023523873A - 水力傾斜付け指向性掘削装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は水力傾斜付け指向性掘削装置を開示し、該装置は、水力傾斜付け指向性掘削器具、弾性ドリルパイプ、押し込みユニット及び高圧注水ポンプを備え、前記弾性ドリルパイプは水力傾斜付け指向性掘削器具に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具は水ジェットノズル及び傾斜付け補助ユニットを備え、前記押し込みユニットは弾性ドリルパイプに接続され、前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニットはさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプに接続され、高圧注水ポンプは水力傾斜付け指向性掘削器具に注水する。また、本発明は上記水力傾斜付け指向性掘削装置の掘削方法をさらに提供する。本発明は主に、坑内炭層の水力傾斜付け指向性掘削に適用され、径方向回転水力噴射掘削技術に比べて、回転半径が大きく、押し込み抵抗が小さく、プロセスが簡単で、コストが低い利点を有する。水平井指向性掘削技術に比べて、回転半径が小さく、プロセスが簡単で、コストが低い利点を有する。【選択図】図１
Description
本発明は炭鉱ガスの災害防止・処理の技術分野に関し、特に水力傾斜付け指向性掘削装置及び方法に関する。
本発明は炭鉱ガスの災害防止・処理の技術分野に属し、具体的には、炭層に水力噴射掘削を使用する小半径の径方向回転装置及び方法に関する。
炭層ガスは重要な非在来型天然ガス資源の１つであり、炭坑内で高ガス炭層の炭層ガス抜きを行う際に、圧力解放されていない炭層からの炭層ガス抜きがより良好な効果を達成できるか否かは主に炭層の浸透率に依存している。しかしながら、中国の大部分の鉱区の炭層は高ガス低浸透率炭層に属し、石炭は柔らかく且つ浸透率が１０－４～１０－３ｍＤと低く、炭層の浸透率が炭鉱ガス抜き及び利用の効率を直接決めるため、低浸透率炭層の炭層ガス抜きが困難であるという問題を解決することは炭鉱の安全生産を確保し、炭層ガスの生産性及び利用率を高める重要な一環となっている。低浸透率炭層の浸透率を高め、炭層ガスを増産する技術及び設備の研究開発は、非常に困難で緊急の課題となっており、従って、ガス抜きが困難な炭層の坑内浸透率向上の重要な技術及び設備の研究開発は解決を急ぐ重要な課題となっている。
現在、炭層の浸透率向上はほとんど高密度ボーリング方式を採用しており、浸透率向上のために単独でボーリングを採用し、特に炭層間ボーリングを採用する場合、石炭体の露出面積が少ない問題があり、浸透率向上技術を採用してボーリングの径方向に多分岐径方向孔を形成することで、単孔石炭体の露出面積を大幅に増加させることができる。径方向水力噴射水平掘削技術を採用する場合、炭坑内のボアホールのサイズが小さく、回転半径が小さく、押し込み抵抗が大さく、プロセス技術が複雑である等の問題があり、また、回転半径の制限により、水ジェットノズルと弾性ドリルパイプの選択可能なサイズは一般に小さく、水力掘削と弾性ドリルパイプの押し込み性能は低く、指向性掘削技術を採用する場合、回転半径が大きく、施工コストが高い等の問題があり、単孔多分岐小領域掘削における浸透率向上に適しない。
本発明は、水力傾斜付け指向性掘削装置及び方法を提供することを目的とする。本発明は主に坑内炭層の水力傾斜付け指向性掘削に適用され、径方向回転水力噴射掘削技術に比べて、回転半径が大きく、押し込み抵抗が小さく、プロセスが簡単で、コストが低い利点を有する。水平井指向性掘削技術に比べて、回転半径が小さく、プロセスが簡単で、コストが低い利点を有する。
上記目的を実現するために、本発明は以下の技術的解決手段を提供する。
水力傾斜付け指向性掘削装置であって、水力傾斜付け指向性掘削器具、弾性ドリルパイプ、押し込みユニット及び高圧注水ポンプを備え、前記弾性ドリルパイプは水力傾斜付け指向性掘削器具に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具は水ジェットノズル及び傾斜付け補助ユニットを備え、
前記押し込みユニットは弾性ドリルパイプに接続され、前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニットはさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプに接続され、高圧注水ポンプは水力傾斜付け指向性掘削器具に注水する。
前記押し込みユニットは弾性ドリルパイプに接続され、前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニットはさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプに接続され、高圧注水ポンプは水力傾斜付け指向性掘削器具に注水する。
更に、前記水ジェットノズルは第１水ジェットノズル本体を備え、前記第１水ジェットノズル本体は底部から頭部へ傾斜する構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは指向性ガイド体を備え、前記指向性ガイド体の内部に上から下に指向性接続セクション、第１導水セクション及び第１弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記指向性ガイド体は前記指向性接続セクションを介して前記第１水ジェットノズル本体に螺合され、第１弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記第１水ジェットノズル本体は指向性ガイド体を介して弾性ドリルパイプに連通し、
前記指向性接続セクションの中心線と第１弾性ドリルパイプ接続セクションの中心線との間にずれ角δがあり、前記第１水ジェットノズル本体の中心線と指向性接続セクションの中心線は重なり、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットは指向性ガイド体を備え、前記指向性ガイド体の内部に上から下に指向性接続セクション、第１導水セクション及び第１弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記指向性ガイド体は前記指向性接続セクションを介して前記第１水ジェットノズル本体に螺合され、第１弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記第１水ジェットノズル本体は指向性ガイド体を介して弾性ドリルパイプに連通し、
前記指向性接続セクションの中心線と第１弾性ドリルパイプ接続セクションの中心線との間にずれ角δがあり、前記第１水ジェットノズル本体の中心線と指向性接続セクションの中心線は重なり、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
更に、前記水ジェットノズルは第２水ジェットノズル本体を備え、第２水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第２水ジェットノズル本体の中間セクションの左、右両側の対向する位置に第１ガイド噴射孔及び第２ガイド噴射孔が設けられ、且つ第２ガイド噴射孔の孔径は第１ガイド噴射孔よりも大きく、
前記傾斜付け補助ユニットは第１フレキシブル導水管を備え、第１フレキシブル導水管の内部に上から下に第１ノズル接続セクション、第２導水セクション及び第２弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記第１フレキシブル導水管は第１ノズル接続セクションを介して前記第２水ジェットノズル本体に螺合され、第２弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記水ジェットノズル本体は第１フレキシブル導水管を介して弾性ドリルパイプに連通し、第２ガイド噴射孔の孔径は第１ガイド噴射孔よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第２水ジェットノズル本体はサイドフォースＦを発生させ、第１フレキシブル導水管に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットは第１フレキシブル導水管を備え、第１フレキシブル導水管の内部に上から下に第１ノズル接続セクション、第２導水セクション及び第２弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記第１フレキシブル導水管は第１ノズル接続セクションを介して前記第２水ジェットノズル本体に螺合され、第２弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記水ジェットノズル本体は第１フレキシブル導水管を介して弾性ドリルパイプに連通し、第２ガイド噴射孔の孔径は第１ガイド噴射孔よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第２水ジェットノズル本体はサイドフォースＦを発生させ、第１フレキシブル導水管に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
更に、前記水ジェットノズルは第５水ジェットノズル本体を備え、第５水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第５水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、
前記傾斜付け補助ユニットはワイヤー固定リング、ワイヤー及びワイヤー牽引ウィンチを備え、ワイヤーはワイヤー固定リングを介して弾性ドリルパイプの前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤーの後端はワイヤー牽引ウィンチに巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチはボアホールの外部に固定され、ワイヤーを牽引することによって弾性ドリルパイプを制御して撓みを発生させ、水ジェットノズルに掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットはワイヤー固定リング、ワイヤー及びワイヤー牽引ウィンチを備え、ワイヤーはワイヤー固定リングを介して弾性ドリルパイプの前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤーの後端はワイヤー牽引ウィンチに巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチはボアホールの外部に固定され、ワイヤーを牽引することによって弾性ドリルパイプを制御して撓みを発生させ、水ジェットノズルに掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
更に、前記水ジェットノズルは第６水ジェットノズル本体を備え、前記第６水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第６水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第６水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニットはボアホール内に配置され、第６水ジェットノズル本体と弾性ドリルパイプにガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプは第６水ジェットノズル本体を駆動してガイド斜面まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面に沿って射出ウィンドウから射出して掘削し、
押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第６水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第６水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニットはボアホール内に配置され、第６水ジェットノズル本体と弾性ドリルパイプにガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプは第６水ジェットノズル本体を駆動してガイド斜面まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面に沿って射出ウィンドウから射出して掘削し、
押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続される。
更に、前記水ジェットノズルは第７水ジェットノズル本体を備え、前記第７水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第７水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第７水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、
前記押し込みユニットは油圧式押し込みユニットであり、第２ピストン、ピストンロッド、ピストンロッド導水アイレット、ワイヤーロープ、密封軸受け、ゴムシールリング、液体注入ジョイント、ワイヤーロープウィンチ、制限斜面、及び軸受けを備え、第２ピストンは前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストンロッドは一端が弾性ドリルパイプに連通して螺合され、他端が軸受けを介してワイヤーロープに相対回転可能に接続され、前記ピストンロッドの外壁にピストンロッド導水アイレットが開設され、第２ピストンは全体押し込みロッド、補助傾斜付け体の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体の口部の内壁に、第２ピストンを制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面が溶接固定され、液体注入ジョイントは一端が全体押し込みロッドに連通して螺合され、他端が密封軸受けに螺合され、密封軸受けの内部にゴムシールリングが設けられ、ワイヤーロープはゴムシールリングの内孔を貫通して密封軸受けに沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチによって固定及び牽引される。
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第７水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第７水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、
前記押し込みユニットは油圧式押し込みユニットであり、第２ピストン、ピストンロッド、ピストンロッド導水アイレット、ワイヤーロープ、密封軸受け、ゴムシールリング、液体注入ジョイント、ワイヤーロープウィンチ、制限斜面、及び軸受けを備え、第２ピストンは前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストンロッドは一端が弾性ドリルパイプに連通して螺合され、他端が軸受けを介してワイヤーロープに相対回転可能に接続され、前記ピストンロッドの外壁にピストンロッド導水アイレットが開設され、第２ピストンは全体押し込みロッド、補助傾斜付け体の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体の口部の内壁に、第２ピストンを制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面が溶接固定され、液体注入ジョイントは一端が全体押し込みロッドに連通して螺合され、他端が密封軸受けに螺合され、密封軸受けの内部にゴムシールリングが設けられ、ワイヤーロープはゴムシールリングの内孔を貫通して密封軸受けに沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチによって固定及び牽引される。
更に、前記ワイヤーロープはワイヤーロープ本体、及び前記ワイヤーロープ本体の外部に被覆されるシーラントを備える。
上記水力傾斜付け指向性掘削装置を利用して、水力傾斜付け指向性掘削方法を提供し、具体的には、
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット、弾性ドリルパイプを利用して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルをボアホール内の設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ１と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、高圧注水ポンプをオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプを経由して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルに流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ２と、
押し込みユニットを利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプは力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ３と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプと水力傾斜付け指向性掘削器具をボアホールに引き込むステップ４と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ３－４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ５と、を含む。
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット、弾性ドリルパイプを利用して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルをボアホール内の設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ１と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、高圧注水ポンプをオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプを経由して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルに流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ２と、
押し込みユニットを利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプは力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ３と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプと水力傾斜付け指向性掘削器具をボアホールに引き込むステップ４と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ３－４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ５と、を含む。
従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明は、従来の小半径回転制御装置の代わりに水力傾斜付け指向性掘削器具を採用して、弾性ドリルパイプが押し込み、石炭体に沿って徐々に回転掘削することによって、水力傾斜付け指向性ボアホールを形成し、水ジェットノズル及び弾性ドリルパイプのサイズはいずれも小半径回転制御装置のサイズの制限を受けず、水力傾斜付け指向性掘削器具と弾性ドリルパイプの回転のためにより大きい回転半径を提供し、小半径回転制御装置を採用する径方向回転水力噴射掘削技術に比べて、回転半径が大きく、押し込み抵抗が小さく、水ジェットノズル及び弾性ドリルパイプのサイズが大きく且つ性能が高く、押し込み及び掘削プロセスが簡単で、コストが低い等の利点を有する。スクリュー掘削器具と通常の硬質ドリルパイプとの組合せを採用した指向性掘削技術に比べて、石炭体に沿う回転半径が小さく、プロセスが簡単で、コストが低い等の利点を有し、小領域多分岐指向性回転掘削に適する。
以下、本発明の実施例の図面を参照しながら本発明の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、明らかなように、説明される実施例は単に本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力をせずに想到し得るほかの実施例はすべて本発明の保護範囲に属する。
実施例１
図１～図２に示すように、水力傾斜付け指向性掘削装置であって、該装置は水力傾斜付け指向性掘削器具１、弾性ドリルパイプ２、押し込みユニット３及び高圧注水ポンプ５を備え、前記弾性ドリルパイプ２は水力傾斜付け指向性掘削器具１に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具１は水ジェットノズル１１及び傾斜付け補助ユニット１２を備え、
前記押し込みユニット３は弾性ドリルパイプ２に接続され、前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニット３はさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプ５に接続され、高圧注水ポンプ５は水力傾斜付け指向性掘削器具１に注水する。
図１～図２に示すように、水力傾斜付け指向性掘削装置であって、該装置は水力傾斜付け指向性掘削器具１、弾性ドリルパイプ２、押し込みユニット３及び高圧注水ポンプ５を備え、前記弾性ドリルパイプ２は水力傾斜付け指向性掘削器具１に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具１は水ジェットノズル１１及び傾斜付け補助ユニット１２を備え、
前記押し込みユニット３は弾性ドリルパイプ２に接続され、前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニット３はさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプ５に接続され、高圧注水ポンプ５は水力傾斜付け指向性掘削器具１に注水する。
前記水ジェットノズル１１は第１水ジェットノズル本体１１０１を備え、前記第１水ジェットノズル本体１１０１は底部から頭部へ傾斜する構造であり、
前記傾斜付け補助ユニット１２は指向性ガイド体１２０１を備え、前記指向性ガイド体１２０１の内部に上から下に指向性接続セクション１２０１１、第１導水セクション１２０１２及び第１弾性ドリルパイプ接続セクション１２０１３が順に設けられ、前記指向性ガイド体１２０１は前記指向性接続セクション１２０１１を介して前記第１水ジェットノズル本体１１０１に螺合され、第１弾性ドリルパイプ接続セクション１２０１３を介して前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記第１水ジェットノズル本体１１０１は指向性ガイド体１２０１を介して弾性ドリルパイプ２に連通し、
前記指向性接続セクション１２０１１の中心線と第１弾性ドリルパイプ接続セクション１２０１３の中心線との間にずれ角δがあり、前記ずれ角はδ＜３０°であり、ずれ角δを設定することで、水ジェットノズル１１にボアホールの軸方向に一致しない噴射掘削ずれ角を発生させ、前記第１水ジェットノズル本体１１０１の中心線と指向性接続セクション１２０１１の中心線は重なり、
前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
前記傾斜付け補助ユニット１２は指向性ガイド体１２０１を備え、前記指向性ガイド体１２０１の内部に上から下に指向性接続セクション１２０１１、第１導水セクション１２０１２及び第１弾性ドリルパイプ接続セクション１２０１３が順に設けられ、前記指向性ガイド体１２０１は前記指向性接続セクション１２０１１を介して前記第１水ジェットノズル本体１１０１に螺合され、第１弾性ドリルパイプ接続セクション１２０１３を介して前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記第１水ジェットノズル本体１１０１は指向性ガイド体１２０１を介して弾性ドリルパイプ２に連通し、
前記指向性接続セクション１２０１１の中心線と第１弾性ドリルパイプ接続セクション１２０１３の中心線との間にずれ角δがあり、前記ずれ角はδ＜３０°であり、ずれ角δを設定することで、水ジェットノズル１１にボアホールの軸方向に一致しない噴射掘削ずれ角を発生させ、前記第１水ジェットノズル本体１１０１の中心線と指向性接続セクション１２０１１の中心線は重なり、
前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
実施例２
実施例１との相違点は以下の通りである。
実施例１との相違点は以下の通りである。
図３に示すように、前記水ジェットノズル１１は第２水ジェットノズル本体１１０２を備え、第２水ジェットノズル本体１１０２は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第２水ジェットノズル本体１１０２の中間セクションの左、右両側の対向する位置に第１ガイド噴射孔１１０２１及び第２ガイド噴射孔１１０２２が設けられ、且つ第２ガイド噴射孔１１０２２の孔径は第１ガイド噴射孔１１０２１よりも大きく、
前記傾斜付け補助ユニット１２は第１フレキシブル導水管１２０２を備え、第１フレキシブル導水管１２０２の内部に上から下に第１ノズル接続セクション１２０２１、第２導水セクション１２０２２及び第２弾性ドリルパイプ接続セクション１２０２３が順に設けられ、前記第１フレキシブル導水管１２０２は第１ノズル接続セクション１２０２１を介して前記第２水ジェットノズル本体１１０２に螺合され、第２弾性ドリルパイプ接続セクション１２０２３を介して前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記水ジェットノズル本体２１は第１フレキシブル導水管１２０２を介して弾性ドリルパイプ２に連通し、第２ガイド噴射孔１１０２２の孔径は第１ガイド噴射孔１１０２１よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第２水ジェットノズル本体１１０２はサイドフォースＦを発生させ、第１フレキシブル導水管１２０２に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
前記傾斜付け補助ユニット１２は第１フレキシブル導水管１２０２を備え、第１フレキシブル導水管１２０２の内部に上から下に第１ノズル接続セクション１２０２１、第２導水セクション１２０２２及び第２弾性ドリルパイプ接続セクション１２０２３が順に設けられ、前記第１フレキシブル導水管１２０２は第１ノズル接続セクション１２０２１を介して前記第２水ジェットノズル本体１１０２に螺合され、第２弾性ドリルパイプ接続セクション１２０２３を介して前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記水ジェットノズル本体２１は第１フレキシブル導水管１２０２を介して弾性ドリルパイプ２に連通し、第２ガイド噴射孔１１０２２の孔径は第１ガイド噴射孔１１０２１よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第２水ジェットノズル本体１１０２はサイドフォースＦを発生させ、第１フレキシブル導水管１２０２に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
実施例３
実施例１との相違点は以下の通りである。
実施例１との相違点は以下の通りである。
図５～図６に示すように、前記水ジェットノズル１１は第５水ジェットノズル本体１１０５を備え、第５水ジェットノズル本体１１０５は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第５水ジェットノズル本体１１０５は前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、
前記傾斜付け補助ユニット１２はワイヤー固定リング１２１１７、ワイヤー１２１１８及びワイヤー牽引ウィンチ１２１１９を備え、ワイヤー１２１１８はワイヤー固定リング１２１１７を介して弾性ドリルパイプ２の前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤー１２１１８の後端はワイヤー牽引ウィンチ１２１１９に巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９はボアホールの外部に固定され、ワイヤー１２１１８を牽引することによって弾性ドリルパイプ２を制御して撓みを発生させ、水ジェットノズル１１に掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
前記傾斜付け補助ユニット１２はワイヤー固定リング１２１１７、ワイヤー１２１１８及びワイヤー牽引ウィンチ１２１１９を備え、ワイヤー１２１１８はワイヤー固定リング１２１１７を介して弾性ドリルパイプ２の前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤー１２１１８の後端はワイヤー牽引ウィンチ１２１１９に巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９はボアホールの外部に固定され、ワイヤー１２１１８を牽引することによって弾性ドリルパイプ２を制御して撓みを発生させ、水ジェットノズル１１に掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
実施例４
実施例１との相違点は以下の通りである。
実施例１との相違点は以下の通りである。
図７～図１０に示すように、前記水ジェットノズル１１は第６水ジェットノズル本体１１０６を備え、前記第６水ジェットノズル本体１１０６は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニット１２は補助傾斜付け体１２１２０、射出ウィンドウ１２１２１、ガイド斜面１２１２２及び全体押し込みロッド１２１２３を備え、前記第６水ジェットノズル本体１１０６は前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記補助傾斜付け体１２１２０は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の側壁に第６水ジェットノズル本体１１０６が延出するための射出ウィンドウ１２１２１が開設され、前記補助傾斜付け体１２１２０の内壁にガイド斜面１２１２２が設けられ、ガイド斜面１２１２２は一端が補助傾斜付け体１２１２０の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体１２１２０の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体１２１２０との軸方向夾角がγであり、γ＜３０°であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の底端は複数本の全体押し込みロッド１２１２３に螺合され、前記全体押し込みロッド１２１２３は全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニット１２はボアホール内に配置され、第６水ジェットノズル本体１１０６と弾性ドリルパイプ２にガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプ２は第６水ジェットノズル本体１１０６を駆動してガイド斜面１２１２２まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面１２１２２に沿って射出ウィンドウ１２１２１から射出して掘削し、
押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
前記傾斜付け補助ユニット１２は補助傾斜付け体１２１２０、射出ウィンドウ１２１２１、ガイド斜面１２１２２及び全体押し込みロッド１２１２３を備え、前記第６水ジェットノズル本体１１０６は前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記補助傾斜付け体１２１２０は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の側壁に第６水ジェットノズル本体１１０６が延出するための射出ウィンドウ１２１２１が開設され、前記補助傾斜付け体１２１２０の内壁にガイド斜面１２１２２が設けられ、ガイド斜面１２１２２は一端が補助傾斜付け体１２１２０の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体１２１２０の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体１２１２０との軸方向夾角がγであり、γ＜３０°であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の底端は複数本の全体押し込みロッド１２１２３に螺合され、前記全体押し込みロッド１２１２３は全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニット１２はボアホール内に配置され、第６水ジェットノズル本体１１０６と弾性ドリルパイプ２にガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプ２は第６水ジェットノズル本体１１０６を駆動してガイド斜面１２１２２まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面１２１２２に沿って射出ウィンドウ１２１２１から射出して掘削し、
押し込みユニット３はロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド３１及びボーリングマシン３２を備え、前記密封押し込みロッド３１は複数本の接続される弾性ドリルパイプ２に螺合され、高圧密封押し込みロッド３１はボーリングマシン３２によって挟持制御され、高圧密封押し込みロッド３１は高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５に接続される。
実施例５
実施例１との相違点は以下の通りである。
実施例１との相違点は以下の通りである。
図１１に示すように、前記水ジェットノズル１１は第７水ジェットノズル本体１１０７を備え、前記第７水ジェットノズル本体１１０７は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニット１２は補助傾斜付け体１２１２０、射出ウィンドウ１２１２１、ガイド斜面１２１２２及び全体押し込みロッド１２１２３を備え、前記第７水ジェットノズル本体１１０７は前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記補助傾斜付け体１２１２０は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の側壁に第７水ジェットノズル本体１１０７が延出するための射出ウィンドウ１２１２１が開設され、前記補助傾斜付け体１２１２０の内壁にガイド斜面１２１２２が設けられ、ガイド斜面１２１２２は一端が補助傾斜付け体１２１２０の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体１２１２０の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体１２１２０との軸方向夾角がγであり、γ＜３０°であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の底端は複数本の全体押し込みロッド１２１２３に螺合され、前記全体押し込みロッド１２１２３は全体が管状であり、
前記押し込みユニット３は油圧式押し込みユニットであり、第２ピストン３０１、ピストンロッド３０２、ピストンロッド導水アイレット３０３、ワイヤーロープ３０４、密封軸受け３０５、ゴムシールリング３０６、液体注入ジョイント３０７、ワイヤーロープウィンチ３０８、制限斜面３０９、及び軸受け３１０を備え、第２ピストン３０１は前記ピストンロッド３０２に取り付けられ、前記ピストンロッド３０２は一端が弾性ドリルパイプ２に連通して螺合され、他端が軸受け３１０を介してワイヤーロープ３０４に相対回転可能に接続され、前記ピストンロッド３０２の外壁にピストンロッド導水アイレット３０３が開設され、第２ピストン３０１は全体押し込みロッド１２１２３、補助傾斜付け体１２１２０の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体１２１２０の口部の内壁に、第２ピストン３０１を制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面３０９が溶接固定され、液体注入ジョイント３０７は一端が全体押し込みロッド１２１２３に連通して螺合され、他端が密封軸受け３０５に螺合され、密封軸受け３０５の内部にゴムシールリング３０６が設けられ、ワイヤーロープ３０４はゴムシールリング３０６の内孔を貫通して密封軸受け３０５に沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチ３０８によって固定及び牽引される。
前記傾斜付け補助ユニット１２は補助傾斜付け体１２１２０、射出ウィンドウ１２１２１、ガイド斜面１２１２２及び全体押し込みロッド１２１２３を備え、前記第７水ジェットノズル本体１１０７は前記弾性ドリルパイプ２に螺合され、前記補助傾斜付け体１２１２０は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の側壁に第７水ジェットノズル本体１１０７が延出するための射出ウィンドウ１２１２１が開設され、前記補助傾斜付け体１２１２０の内壁にガイド斜面１２１２２が設けられ、ガイド斜面１２１２２は一端が補助傾斜付け体１２１２０の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体１２１２０の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体１２１２０との軸方向夾角がγであり、γ＜３０°であり、前記補助傾斜付け体１２１２０の底端は複数本の全体押し込みロッド１２１２３に螺合され、前記全体押し込みロッド１２１２３は全体が管状であり、
前記押し込みユニット３は油圧式押し込みユニットであり、第２ピストン３０１、ピストンロッド３０２、ピストンロッド導水アイレット３０３、ワイヤーロープ３０４、密封軸受け３０５、ゴムシールリング３０６、液体注入ジョイント３０７、ワイヤーロープウィンチ３０８、制限斜面３０９、及び軸受け３１０を備え、第２ピストン３０１は前記ピストンロッド３０２に取り付けられ、前記ピストンロッド３０２は一端が弾性ドリルパイプ２に連通して螺合され、他端が軸受け３１０を介してワイヤーロープ３０４に相対回転可能に接続され、前記ピストンロッド３０２の外壁にピストンロッド導水アイレット３０３が開設され、第２ピストン３０１は全体押し込みロッド１２１２３、補助傾斜付け体１２１２０の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体１２１２０の口部の内壁に、第２ピストン３０１を制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面３０９が溶接固定され、液体注入ジョイント３０７は一端が全体押し込みロッド１２１２３に連通して螺合され、他端が密封軸受け３０５に螺合され、密封軸受け３０５の内部にゴムシールリング３０６が設けられ、ワイヤーロープ３０４はゴムシールリング３０６の内孔を貫通して密封軸受け３０５に沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチ３０８によって固定及び牽引される。
前記ワイヤーロープ３０４はワイヤーロープ本体３０４１、及び前記ワイヤーロープ本体３０４１の外部に被覆されるシーラント３０４２を備える。
実施例６
実施例１～５の水力傾斜付け指向性掘削装置を利用して、水力傾斜付け指向性掘削方法を提供し、具体的には、
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット３、弾性ドリルパイプ２を利用して水力傾斜付け指向性掘削器具１の水ジェットノズルを、設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ１と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５と接続し、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプ２を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具１の水ジェットノズル１１に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ２と、
押し込みユニット３を利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプ２は力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ３と、
押し込みユニット３を利用して弾性ドリルパイプ２と水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６に引き込むステップ４と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ２、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ３～４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ５と、を含む。
実施例１～５の水力傾斜付け指向性掘削装置を利用して、水力傾斜付け指向性掘削方法を提供し、具体的には、
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット３、弾性ドリルパイプ２を利用して水力傾斜付け指向性掘削器具１の水ジェットノズルを、設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ１と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５と接続し、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプ２を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具１の水ジェットノズル１１に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ２と、
押し込みユニット３を利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプ２は力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ３と、
押し込みユニット３を利用して弾性ドリルパイプ２と水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６に引き込むステップ４と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ２、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ３～４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ５と、を含む。
図１３～図１４に示すように、本発明における弾性ドリルパイプ２の第１種の構造は具体的には以下の通りである。弾性ドリルパイプ２はフレキシブルインナーパイプ２０１及び弾性アウトロッド２０２を備え、前記フレキシブルインナーパイプ２０１の外部には少なくとも１本の弾性アウトロッド２０２が軸方向に固定され、前記フレキシブルインナーパイプ２０１の前、後両端にそれぞれ前端コネクタ２０５及び後部コネクタ２０６が設けられ、前記少なくとも１本の弾性アウトロッド２０２は複数のバックル２０４によって前記フレキシブルインナーパイプ２０１の外部に固定され、前記複数のバックル２０４は前記フレキシブルインナーパイプ２０１の外部に套設して固定され、前記バックル２０４には弾性アウトロッド２０２が貫通するための複数の貫通孔が設けられ、前記弾性アウトロッド２０２は貫通孔内でバックル２０４に対して軸方向に相対摺動可能であり、前記弾性アウトロッド２０２の前端とフレキシブルインナーパイプ２０１の前端は第１前端押さえ部２０３を介して固定的に接続される。前記弾性アウトロッド２０２はばね鋼又はニッケルチタン合金材料からなる。フレキシブルインナーパイプ２０１はゴム管を採用し得る。
図１５～図１６に示すように、本発明における弾性ドリルパイプ２の第２種の構造は具体的には以下の通りである。弾性ドリルパイプ２はフレキシブルインナーパイプ２０１及び弾性アウトロッド２０２を備え、前記フレキシブルインナーパイプ２０１の外部には少なくとも１本の弾性アウトロッド２０２が軸方向に固定され、前記フレキシブルインナーパイプ２０１の前、後両端にそれぞれ前端コネクタ２０５及び後部コネクタ２０６が設けられ、前記少なくとも１本の弾性アウトロッド２０２とフレキシブルインナーパイプ２０１の前端は第２前端押さえ部２０７を介して固定され、後端は後端押さえ部２０８を介して固定され、第２前端押さえ部２０７と後端押さえ部２０８との間に弾性アウトロッド２０２とフレキシブルインナーパイプ２０１がフレキシブル固定体２０９を介して固定され、前記フレキシブル固定体２０９は接着剤、不織布又はフレキシブルプラスチックである。不織布とフレキシブルプラスチックは巻き付けによって弾性アウトロッド２０２とフレキシブルインナーパイプ２０１を固定し、接着剤は接着によって弾性アウトロッド２０２とフレキシブルインナーパイプ２０１を固定する。
前記弾性アウトロッド２０２は中実円柱体又は中空円柱管体又は強力ばね管体である。
また、本発明における弾性ドリルパイプ２の代わりに、さらに連続したオイルパイプ、フレキシブルドリルパイプ、ポリエチレン管又は高圧ゴム管を使用してもよい。弾性ドリルパイプをボアホールに送る難易度に応じて、本発明のすべての実施例では、弾性ドリルパイプは１本又は複数本の弾性ドリルパイプをエンドツーエンドで螺合してなる（数量は必要に応じて選択される）。
本発明における水ジェットノズル１１は自己前進自己回転式ジェットノズル又は自己回転式ジェットノズル又は多孔ジェットノズルであり、水ジェットノズル１１がジェットして砕炭することによって生じた孔のサイズは水ジェットノズル１１の最大外径よりも大きく、且つ弾性ドリルパイプ２の外径よりも大きい。本実施例におけるすべての水ジェットノズル１１はいずれも複数の前ジェット噴射口及び複数の後ジェット噴射口を備える。
以下、各実施例における水力傾斜付け指向性掘削装置を用いて水力傾斜付け指向性掘削方法を行うことを詳細に説明する。
１、実施例１～２における水力傾斜付け指向性掘削装置を利用する場合、水力傾斜付け指向性掘削方法は具体的には以下の通りである。
ステップ１１では、炭層の内部までボーリング施工した後、水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズル１１及び傾斜付け補助ユニット１２、弾性ドリルパイプ２を順に接続し、押し込みユニット３（ロッド式押し込みユニット）を利用して、水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６内の設計された傾斜付け掘削位置に送り、
ステップ２１では、密封押し込みロッド３１を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５と接続し、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具１に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ３１では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を押し込み、弾性ドリルパイプ２は密封押し込みロッド３１の推力、及び石炭壁の反力の作用下で撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して指向性水力噴射孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔７を形成し、
ステップ４１では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を引き込み、更に弾性ドリルパイプ２と水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６の底部に引き込むことを実現し、
ステップ５２では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１と弾性ドリルパイプ２を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具１を、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ３１－４１を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ２１では、密封押し込みロッド３１を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５と接続し、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具１に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ３１では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を押し込み、弾性ドリルパイプ２は密封押し込みロッド３１の推力、及び石炭壁の反力の作用下で撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して指向性水力噴射孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔７を形成し、
ステップ４１では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を引き込み、更に弾性ドリルパイプ２と水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６の底部に引き込むことを実現し、
ステップ５２では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１と弾性ドリルパイプ２を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具１を、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ３１－４１を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
２、図６に示すように、実施例３における水力傾斜付け指向性掘削装置を利用して水力傾斜付け指向性掘削方法を行うことは具体的には以下の通りである。
ステップ１３では、炭層の内部までボーリング施工した後、水力傾斜付け指向性掘削器具１、弾性ドリルパイプ２、及び密封押し込みロッド３１を順に接続し、ボーリングマシン３２を利用して、順に接続される１本又は複数本の密封押し込みロッド３１によって、水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホールの底部に送り、
ステップ２３では、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９を利用してワイヤー１２１１８をわずかに引き戻し、ワイヤー１２１１８及び密封押し込みロッド３１のトルク作用下で、弾性ドリルパイプ２はわずかに撓み、密封押し込みロッド３１を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５と接続し、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具１に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ３３では、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９によるワイヤー１２１１８の牽引を停止し、ワイヤー１２１１８がゆるみ状態にあり、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を押し込み、ワイヤー１２１１８を駆動してワイヤー牽引ウィンチ１２１１９から引き出させ、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して指向性水力噴射孔に沿って掘削させ、所定距離掘削した後、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９を再利用してワイヤー１２１１８をわずかに引き戻し、トルク作用によって指向性水力噴射孔を再発生させ、設計された指向性掘削軌跡を参照して掘削距離を計算し、上記指向性及び掘削ステップを繰り返して水力傾斜付け指向性掘削孔８を形成し、
ステップ４３では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を引き込むと同時に、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９によってワイヤー１２１１８を引き込み、弾性ドリルパイプ２と水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６の底部に引き込むことを実現し、
ステップ５３では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１と弾性ドリルパイプ２を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ３３－４３を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ２３では、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９を利用してワイヤー１２１１８をわずかに引き戻し、ワイヤー１２１１８及び密封押し込みロッド３１のトルク作用下で、弾性ドリルパイプ２はわずかに撓み、密封押し込みロッド３１を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプ５と接続し、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を経由して水力傾斜付け指向性掘削器具１に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ３３では、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９によるワイヤー１２１１８の牽引を停止し、ワイヤー１２１１８がゆるみ状態にあり、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を押し込み、ワイヤー１２１１８を駆動してワイヤー牽引ウィンチ１２１１９から引き出させ、水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して指向性水力噴射孔に沿って掘削させ、所定距離掘削した後、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９を再利用してワイヤー１２１１８をわずかに引き戻し、トルク作用によって指向性水力噴射孔を再発生させ、設計された指向性掘削軌跡を参照して掘削距離を計算し、上記指向性及び掘削ステップを繰り返して水力傾斜付け指向性掘削孔８を形成し、
ステップ４３では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を引き込むと同時に、ワイヤー牽引ウィンチ１２１１９によってワイヤー１２１１８を引き込み、弾性ドリルパイプ２と水力傾斜付け指向性掘削器具１をボアホール６の底部に引き込むことを実現し、
ステップ５３では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１と弾性ドリルパイプ２を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ３３－４３を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ６１では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１と弾性ドリルパイプ２を駆動し、更に水力傾斜付け指向性掘削器具１を駆動して設計されたほかの指向性噴射掘削位置に移動させ、ステップ１３－５３を繰り返してマルチセクション水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
３、図７に示すように、実施例４における水力傾斜付け指向性掘削装置を利用し、水力傾斜付け指向性掘削方法を提供する。
ステップ１４では、ボーリングマシン３２を利用して炭層に沿ってマルチセクション分岐掘削主孔２０５を施工した後、ボーリングマシン３２を利用して複数本の全体押し込みロッド１２１２３によって補助傾斜付け体１２１２０を、設計された傾斜付け指向性掘削位置に送って固定し、
ステップ２４では、第６水ジェットノズル本体１１０６、複数本の弾性ドリルパイプ２、及び密封押し込みロッド３１を順に接続し、ボーリングマシン３２を利用して、順に接続される１本又は複数本の密封押し込みロッド３１によって水力傾斜付け指向性掘削器具を全体押し込みロッド１２１２３の内部に沿って補助傾斜付け体１２１２０に送り、補助ガイド傾斜付けを完了し、
ステップ３４では、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を経由して第６水ジェットノズル本体１１０６に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ４４では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を押し込み、弾性ドリルパイプ２と第６水ジェットノズル本体１１０６を駆動して指向性水力噴射孔に沿って掘削し続け、分岐孔２０６を形成し、
ステップ５４では、ボーリングマシンを利用して密封押し込みロッド３１を引き込み、弾性ドリルパイプ２と第６水ジェットノズル本体１１０６を補助傾斜付け体１２１２０に引き込むことを完了し、
ステップ６２では、ボーリングマシン３２を利用して補助傾斜付け補助ユニット１２を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ３４－５４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ２４では、第６水ジェットノズル本体１１０６、複数本の弾性ドリルパイプ２、及び密封押し込みロッド３１を順に接続し、ボーリングマシン３２を利用して、順に接続される１本又は複数本の密封押し込みロッド３１によって水力傾斜付け指向性掘削器具を全体押し込みロッド１２１２３の内部に沿って補助傾斜付け体１２１２０に送り、補助ガイド傾斜付けを完了し、
ステップ３４では、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は密封押し込みロッド３１、弾性ドリルパイプ２を経由して第６水ジェットノズル本体１１０６に流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させ、
ステップ４４では、ボーリングマシン３２を利用して密封押し込みロッド３１を押し込み、弾性ドリルパイプ２と第６水ジェットノズル本体１１０６を駆動して指向性水力噴射孔に沿って掘削し続け、分岐孔２０６を形成し、
ステップ５４では、ボーリングマシンを利用して密封押し込みロッド３１を引き込み、弾性ドリルパイプ２と第６水ジェットノズル本体１１０６を補助傾斜付け体１２１２０に引き込むことを完了し、
ステップ６２では、ボーリングマシン３２を利用して補助傾斜付け補助ユニット１２を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削方向に回転させ、ステップ３４－５４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ７１では、ボーリングマシンを利用して補助傾斜付け補助ユニットを駆動して、設計された別の指向性噴射掘削位置に移動させ、ステップ３４－６２を繰り返してマルチセクション水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
４、図１１に示すように、実施例５における水力傾斜付け指向性掘削装置を利用して、水力傾斜付け指向性掘削方法を提供する。
ステップ１５では、ボーリングマシンを利用して炭層に沿ってマルチセクション分岐掘削主孔２０５を施工した後、ボーリングマシン３２を利用して複数本の全体押し込みロッド１２１２３によって、補助傾斜付け体１２１２０を、設計された傾斜付け指向性掘削位置に送って固定し、
ステップ２５では、水ジェットノズル１１、複数本の弾性ドリルパイプ２を接続して全体押し込みロッド１２１２３に送り、ピストンロッド３０２を弾性ドリルパイプ２の後端と接続した後、全体押し込みロッド１２１２３に送り、
液体注入ジョイント３０７と全体押し込みロッド１２１２３を接続した後、ワイヤーロープ３０４をゴムシールリング３０６を通してピストンロッド３０２の他端に固定的に接続し、最終的に密封軸受け３０５と液体注入ジョイント３０７を接続し、液体注入ジョイント３０７を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、取り付けを完了する。
ステップ２５では、水ジェットノズル１１、複数本の弾性ドリルパイプ２を接続して全体押し込みロッド１２１２３に送り、ピストンロッド３０２を弾性ドリルパイプ２の後端と接続した後、全体押し込みロッド１２１２３に送り、
液体注入ジョイント３０７と全体押し込みロッド１２１２３を接続した後、ワイヤーロープ３０４をゴムシールリング３０６を通してピストンロッド３０２の他端に固定的に接続し、最終的に密封軸受け３０５と液体注入ジョイント３０７を接続し、液体注入ジョイント３０７を高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、取り付けを完了する。
ステップ３５では、高圧注水ポンプ５をオンにし、高圧水は液体注入ジョイント３０７、全体押し込みロッド１２１２３を流れて第２ピストン３０１に作用して推力を発生させ、複数本の弾性ドリルパイプ２及び水ジェットノズル１１を前へ押し込むと同時に、ワイヤーロープウィンチ３０８をオンにし、特製のワイヤーロープ３０４によって第２ピストン３０１を制御し、更に弾性ドリルパイプ２と水ジェットノズル１１の押し込み速度を制御し、
ステップ４５では、弾性ドリルパイプ２と水ジェットノズル１１を補助傾斜付け体１２１２０に押し込んだ後、補助傾斜付けを完了すると同時に、高圧水はピストンロッド導水アイレット３０３、ピストンロッド３０２、複数本の弾性ドリルパイプ２を経由して水ジェットノズル１１に流れ、水ジェットノズル１１がジェットして指向性ジェット砕炭掘削を実現する。
ステップ４５では、弾性ドリルパイプ２と水ジェットノズル１１を補助傾斜付け体１２１２０に押し込んだ後、補助傾斜付けを完了すると同時に、高圧水はピストンロッド導水アイレット３０３、ピストンロッド３０２、複数本の弾性ドリルパイプ２を経由して水ジェットノズル１１に流れ、水ジェットノズル１１がジェットして指向性ジェット砕炭掘削を実現する。
ステップ５５では、設計された距離掘削した後、高圧注水ポンプ５を停止し、ワイヤーロープウィンチ３０８によって特製のワイヤーロープ３０４を牽引し、更に弾性ドリルパイプ２と水ジェットノズル１１を駆動して補助傾斜付け体１２１２０に引き込む。
ステップ６３では、ボーリングマシンを利用して補助傾斜付けユニット１２を駆動して、設計された別の方向に回転させ、ステップ３５－５５を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
ステップ７２では、ボーリングマシンを利用して補助傾斜付け器を駆動して、設計された別の指向性噴射掘削位置に移動させ、ステップ３５－６３を繰り返してマルチセクション水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了する。
図１２に示すように、水力傾斜付け指向性掘削が完了し、シングルクラスタ又はマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削孔が形成されたうえで、炭層水力傾斜付け指向性掘削セクション１０１では、水圧破砕ツール１０２を利用してシーリングセクションを直列して水圧破砕を行い、水圧破砕による亀裂の拡張に対するガイドを達成し、亀裂系を増加させる。
本発明は、従来の小半径回転制御装置の代わりに水力傾斜付け指向性掘削器具を採用して、弾性ドリルパイプが押し込み、石炭体に沿って徐々に回転掘削することによって、水力傾斜付け指向性ボアホールを形成し、水ジェットノズル及び弾性ドリルパイプのサイズはいずれも小半径回転制御装置のサイズの制限を受けず、水力傾斜付け指向性掘削器具と弾性ドリルパイプの回転のためにより大きい回転半径を提供し、小半径回転制御装置を採用する径方向回転水力噴射掘削技術に比べて、回転半径が大きく、押し込み抵抗が小さく、水ジェットノズル及び弾性ドリルパイプのサイズが大きく且つ性能が高く、押し込み及び掘削プロセスが簡単で、コストが低い等の利点を有する。スクリュー掘削器具と通常の硬質ドリルパイプとの組合せを採用した指向性掘削技術に比べて、石炭体に沿う回転半径が小さく、プロセスが簡単で、コストが低い等の利点を有し、小領域多分岐指向性回転掘削に適する。
本発明の実施例を示して説明したが、当業者であれば、本発明の原理及び趣旨を逸脱せずにこれらの実施例に対して種々の変化、変更、置換や変形を行うことができ、本発明の範囲は添付特許請求の範囲及びその同等物によって限定される。
１、水力傾斜付け指向性掘削器具；
２、弾性ドリルパイプ；
２０１、フレキシブルインナーパイプ；
２０２、弾性アウトロッド；
２０３、第１前端押さえ部；
２０４、バックル；
２０５、前端コネクタ；
２０６、後部コネクタ；
２０７、第２前端押さえ部；
２０８、後端押さえ部；
２０９、フレキシブル固定部材；
３、押し込みユニット；
３１、密封押し込みロッド；
３２、ボーリングマシン；
３０１、第２ピストン；
３０２、ピストンロッド；
３０３、ピストンロッド導水アイレット；
３０４、ワイヤーロープ；
３０４１、ワイヤーロープ本体；
３０４２、シーラント；
３０５、密封軸；
３０６、ゴムシールリング；
３０７、液体注入ジョイント；
３０８、ワイヤーロープウィンチ；
３０９、制限斜面；
３１０、軸受け；
５、高圧注水ポンプ；
６、ボアホール；
７、水力傾斜付け指向性掘削孔；
８、水力ストレート掘削孔；
１１、水ジェットノズル；
１１０１、第１水ジェットノズル本体；
１１０２、第２水ジェットノズル本体；
１１０２１、第１ガイド噴射孔；
１１０２２、第２ガイド噴射孔；
１１０５、第５水ジェットノズル本体；
１１０６、第６水ジェットノズル本体；
１１０７、第７水ジェットノズル本体；
１２、傾斜付け補助ユニット；
１２０１、指向性ガイド体；
１２０１１、指向性接続セクション；
１２０１２、第１導水セクション；
１２０１３、第１弾性ドリルパイプ接続セクション；
１２０２、第１フレキシブル導水管；
１２０２１、第１ノズル接続セクション；
１２０２２、第２導水セクション；
１２０２３、第２弾性ドリルパイプ接続セクション；
１２１１７、ワイヤー固定リング；
１２１１８、ワイヤー；
１２１１９、ワイヤー牽引ウィンチ；
１２１２０、補助傾斜付け体；
１２１２１、射出ウィンドウ；
１２１２２、ガイド斜面；
１２１２３、全体押し込みロッド。
２、弾性ドリルパイプ；
２０１、フレキシブルインナーパイプ；
２０２、弾性アウトロッド；
２０３、第１前端押さえ部；
２０４、バックル；
２０５、前端コネクタ；
２０６、後部コネクタ；
２０７、第２前端押さえ部；
２０８、後端押さえ部；
２０９、フレキシブル固定部材；
３、押し込みユニット；
３１、密封押し込みロッド；
３２、ボーリングマシン；
３０１、第２ピストン；
３０２、ピストンロッド；
３０３、ピストンロッド導水アイレット；
３０４、ワイヤーロープ；
３０４１、ワイヤーロープ本体；
３０４２、シーラント；
３０５、密封軸；
３０６、ゴムシールリング；
３０７、液体注入ジョイント；
３０８、ワイヤーロープウィンチ；
３０９、制限斜面；
３１０、軸受け；
５、高圧注水ポンプ；
６、ボアホール；
７、水力傾斜付け指向性掘削孔；
８、水力ストレート掘削孔；
１１、水ジェットノズル；
１１０１、第１水ジェットノズル本体；
１１０２、第２水ジェットノズル本体；
１１０２１、第１ガイド噴射孔；
１１０２２、第２ガイド噴射孔；
１１０５、第５水ジェットノズル本体；
１１０６、第６水ジェットノズル本体；
１１０７、第７水ジェットノズル本体；
１２、傾斜付け補助ユニット；
１２０１、指向性ガイド体；
１２０１１、指向性接続セクション；
１２０１２、第１導水セクション；
１２０１３、第１弾性ドリルパイプ接続セクション；
１２０２、第１フレキシブル導水管；
１２０２１、第１ノズル接続セクション；
１２０２２、第２導水セクション；
１２０２３、第２弾性ドリルパイプ接続セクション；
１２１１７、ワイヤー固定リング；
１２１１８、ワイヤー；
１２１１９、ワイヤー牽引ウィンチ；
１２１２０、補助傾斜付け体；
１２１２１、射出ウィンドウ；
１２１２２、ガイド斜面；
１２１２３、全体押し込みロッド。
Claims (7)
- 水力傾斜付け指向性掘削装置であって、水力傾斜付け指向性掘削器具、弾性ドリルパイプ、押し込みユニット及び高圧注水ポンプを備え、前記弾性ドリルパイプは水力傾斜付け指向性掘削器具に螺合され、前記水力傾斜付け指向性掘削器具は水ジェットノズル及び傾斜付け補助ユニットを備え、
前記押し込みユニットは弾性ドリルパイプに接続され、前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニット又は油圧式押し込みユニットであり、押し込みユニットはさらに高圧ゴム管を介して前記高圧注水ポンプに接続され、高圧注水ポンプは水力傾斜付け指向性掘削器具に注水することを特徴とする水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第１水ジェットノズル本体を備え、前記第１水ジェットノズル本体は底部から頭部へ傾斜する構造を有し、
前記傾斜付け補助ユニットは指向性ガイド体を備え、前記指向性ガイド体の内部に上から下に指向性接続セクション、第１導水セクション及び第１弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記指向性ガイド体は前記指向性接続セクションを介して前記第１水ジェットノズル本体に螺合され、第１弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記第１水ジェットノズル本体は指向性ガイド体を介して弾性ドリルパイプに連通し、
前記指向性接続セクションの中心線と第１弾性ドリルパイプ接続セクションの中心線との間にずれ角δがあり、前記第１水ジェットノズル本体の中心線と指向性接続セクションの中心線は重なり、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項１に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第２水ジェットノズル本体を備え、第２水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第２水ジェットノズル本体の中間セクションの左、右両側の対向する位置に第１ガイド噴射孔及び第２ガイド噴射孔が設けられ、且つ第２ガイド噴射孔の孔径は第１ガイド噴射孔よりも大きく、
前記傾斜付け補助ユニットは第１フレキシブル導水管を備え、第１フレキシブル導水管の内部に上から下に第１ノズル接続セクション、第２導水セクション及び第２弾性ドリルパイプ接続セクションが順に設けられ、前記第１フレキシブル導水管は第１ノズル接続セクションを介して前記第２水ジェットノズル本体に螺合され、第２弾性ドリルパイプ接続セクションを介して前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記水ジェットノズル本体は第１フレキシブル導水管を介して弾性ドリルパイプに連通し、第２ガイド噴射孔の孔径は第１ガイド噴射孔よりも大きく、水ジェットが掘削する時、第２水ジェットノズル本体はサイドフォースＦを発生させ、第１フレキシブル導水管に作用させ、それにより掘削器具の指向性を実現し、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項１に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第５水ジェットノズル本体を備え、第５水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、前記第５水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、
前記傾斜付け補助ユニットはワイヤー固定リング、ワイヤー及びワイヤー牽引ウィンチを備え、ワイヤーはワイヤー固定リングを介して弾性ドリルパイプの前端押さえ部に固定的に接続され、ワイヤーの後端はワイヤー牽引ウィンチに巻き付けられ、ワイヤー牽引ウィンチはボアホールの外部に固定され、ワイヤーを牽引することによって弾性ドリルパイプを制御して撓みを発生させ、水ジェットノズルに掘削ずれ角を発生させ、
前記押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の接続される弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項１に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第６水ジェットノズル本体を備え、前記第６水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第６水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第６水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、前記補助傾斜付け補助ユニットはボアホール内に配置され、第６水ジェットノズル本体と弾性ドリルパイプにガイド斜面を提供し、複数本の弾性ドリルパイプは第６水ジェットノズル本体を駆動してガイド斜面まで押し込んだ後、曲げが発生し、ガイド斜面に沿って射出ウィンドウから射出して掘削し、
押し込みユニットはロッド式押し込みユニットであり、密封押し込みロッド及びボーリングマシンを備え、前記密封押し込みロッドは複数本の弾性ドリルパイプに螺合され、高圧密封押し込みロッドはボーリングマシンによって挟持制御され、高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプに接続されることを特徴とする請求項１に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 前記水ジェットノズルは第７水ジェットノズル本体を備え、前記第７水ジェットノズル本体は底部から頭部まで垂直な構造であり、
前記傾斜付け補助ユニットは補助傾斜付け体、射出ウィンドウ、ガイド斜面及び全体押し込みロッドを備え、前記第７水ジェットノズル本体は前記弾性ドリルパイプに螺合され、前記補助傾斜付け体は全体が管状であり、前記補助傾斜付け体の側壁に第７水ジェットノズル本体が延出するための射出ウィンドウが開設され、前記補助傾斜付け体の内壁にガイド斜面が設けられ、ガイド斜面は一端が補助傾斜付け体の上縁に溶接固定され、他端が補助傾斜付け体の内壁に溶接固定され、補助傾斜付け体との軸方向夾角がγであり、前記補助傾斜付け体の底端は複数本の全体押し込みロッドに螺合され、前記全体押し込みロッドは全体が管状であり、
前記押し込みユニットは油圧式押し込みユニットであり、第２ピストン、ピストンロッド、ピストンロッド導水アイレット、ワイヤーロープ、密封軸受け、ゴムシールリング、液体注入ジョイント、ワイヤーロープウィンチ、制限斜面、及び軸受けを備え、第２ピストンは前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストンロッドは一端が弾性ドリルパイプに連通して螺合され、他端が軸受けを介してワイヤーロープに相対回転可能に接続され、前記ピストンロッドの外壁にピストンロッド導水アイレットが開設され、第２ピストンは全体押し込みロッド、補助傾斜付け体の内壁に沿って密封摺動可能であり、補助傾斜付け体の口部の内壁に、第２ピストンを制限するとともにぼたを阻止する作用を有する制限斜面が溶接固定され、液体注入ジョイントは一端が全体押し込みロッドに連通して螺合され、他端が密封軸受けに螺合され、密封軸受けの内部にゴムシールリングが設けられ、ワイヤーロープはゴムシールリングの内孔を貫通して密封軸受けに沿って密封摺動し、ワイヤーロープウィンチによって固定及び牽引されることを特徴とする請求項１に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置。 - 請求項１～６のいずれか１項に記載の水力傾斜付け指向性掘削装置を用いて実現する水力傾斜付け指向性掘削装置の掘削方法であって、具体的には、
炭層の内部までボーリング施工した後、押し込みユニット、弾性ドリルパイプを利用して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルをボアホール内の設計された傾斜付け掘削位置に送るステップ１と、
ロッド式押し込みユニット又は油圧式推進ユニットを高圧ゴム管を介して高圧注水ポンプと接続し、高圧注水ポンプをオンにし、高圧水は弾性ドリルパイプを経由して水力傾斜付け指向性掘削器具の水ジェットノズルに流れて水力傾斜付け指向性砕炭を行い、中心線の方向がボアホールの中心線と異なる指向性水力噴射孔を発生させるステップ２と、
押し込みユニットを利用して押し込み続け、弾性ドリルパイプは力を受けて撓み、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して指向性水力ジェット孔に沿って徐々に指向性掘削させ、水力傾斜付け指向性掘削孔を形成するステップ３と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプと水力傾斜付け指向性掘削器具をボアホールに引き込むステップ４と、
押し込みユニットを利用して弾性ドリルパイプ、水力傾斜付け指向性掘削器具を駆動して設計された別の指向性噴射掘削方向に回転又は移動させ、ステップ３－４を繰り返してマルチクラスタ水力傾斜付け指向性噴射掘削を完了するステップ５と、を含む水力傾斜付け指向性掘削装置の掘削方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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