[发明专利]井下顺层长钻孔连串造穴抽采煤层气方法

权利要求书

1.一种井下顺层长钻孔连串造穴抽采煤层气方法，其特征在于：煤矿井下钻场距煤层底板的1/3~1/2煤厚处开孔，施工本煤层顺层长钻孔，在钻孔达到预定深度后，在退钻过程中对钻孔孔壁依次由里到外进行造穴，造穴起始位置位于钻孔底部，钻孔施工完成后，在钻孔内出口处安装煤层气抽放管路，封孔，封孔长度大于5~8m，并把钻孔抽放管路与井下抽放系统相连，利用井下抽放泵站对这个抽放钻孔影响区的煤层气井下抽放。

2.一种液压机械式随钻变径扩孔钻头，其特征在于：包括上接头（11）、壳体、心管、心轴（18）、钻头（19）、活塞系统、钻井液流向控制系统、随钻扩孔牙轮臂总成；所述的壳体包括依次连接的上壳体（12）、中壳体（14）、下壳体（15），上接头（11）连接上壳体（12），上壳体（12）和中壳体（13）中心布置心管（13），中壳体（14）和下壳体（15）中穿设心轴（18），心轴（18）下端连接钻头（19），在心轴（18）外侧套有大弹簧（17），大弹簧（17）卡于下壳体（15）和心轴（18）之间；活塞系统包括活塞（21）、活塞腔（20）及活塞腔连接孔（31、36）；钻井液流向控制系统设置在心管（13）与心轴（18）之间，钻井液流向控制系统包括连接管（28），连接管（28）一端为压帽（25），另一端为入水口（29），外壁安装有环形小弹簧（27），连接管（28）侧壁为过液长孔，连接管（28）上端压帽（25）位于心管（13）底端，连接管（28）下端和心轴（18）连通；上壳体（12）和中壳体（14）中形成的腔体内设有环形的活塞（21），活塞（21）上表面积大于下表面积。

3.随钻扩孔牙轮臂总成包括活塞系统及与活塞（21）侧面连接的齿形杆（32），中壳体（14）外侧的齿轮（42），齿轮（42）和齿形杆（32）啮合，齿轮（42）与牙轮臂（43）连接，在中壳体（14）上设有斜向喷嘴（38）。

4.如权利要求1所述的井下顺层长钻孔连串造穴抽采煤层气方法，其特征在于：距煤层底板向上1/3煤厚或1.5m处开孔，施工本煤层顺层长钻孔，煤层长钻孔轴线位于预抽煤层距煤层底板的1/3~1/2煤厚处。

5.如权利要求1所述的井下顺层长钻孔造穴抽采煤层气方法，其特征在于：造穴起始位置为钻孔底部，最后一个造穴位置为距孔口15~20m之间，洞穴间距按                                               取值。

6.如权利要求1所述的井下顺层长钻孔造穴抽采煤层气方法，其特征在于洞穴直径D按下列方法选取：（1）当无煤岩力学参数时，洞穴直径按1/4-1/5煤层厚度M取值，式中：为洞穴直径、为预抽煤层厚度；（2）当有煤岩力学参数时，洞穴直径可按公式计算：

式中：M—为煤层厚度；—初始地应力，可按，为预抽煤层覆盖层岩层平均重度，H为覆盖层厚度；为煤层的粘聚力、为煤层的内摩察角。