[实用新型]一种煤矿定向钻井用钻具封孔装置

说明书

一种煤矿定向钻井用钻具封孔装置，包括侧壁设有槽口的中空外套，外套上端面设有台阶、内侧设有中空环状密封胶芯；外套内侧设有上部为锥形的环状结构的滑套；滑套外侧连接支撑块，支撑块下方的外套壁上设有支撑环，在支撑块和支撑环间设有拉力弹簧，在支撑块下侧设有穿过支撑环的支撑调节螺栓。本实用新型通过滑套对密封胶芯挤压，使得密封胶芯下部向内收缩，主动补偿密封胶芯与钻具之间因为磨损而产生的间隙，继续达到密封效果，延长密封胶芯的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于煤矿钻井装备领域，具体涉及一种煤矿定向钻井用钻具封孔装置。

背景技术

煤层的孔隙和裂隙内，存储有大量的瓦斯气体，在采煤作业之前，应将煤层中的瓦斯气体排出，否则达到一定的浓度时极易产生燃烧和爆炸，造成井下安全事故和灾难。目前瓦斯的抽采，主要采取地面钻井预抽和井下抽采两种方式。地面钻井预抽方式具有不受空间约束，不受时间限制，可起到地质勘探作用的特点。但是由于我国煤层普遍渗透率低，所以地面钻井预抽的先进技术在我国适用区域有限，在多数矿区，地面钻井预抽的难度较大，井下抽采仍然是煤层气抽放的主要方式。井下水平定向钻进作为井下抽采的主要技术手段，在各煤矿得到了大量的应用。

在煤矿井下水平定向钻进过程中，如果不采取专门的措施，煤层中的瓦斯会在钻具和套管之间的环空溢出，进而影响钻井安全。现有技术措施：采用橡胶材质的密封圈或环，安装在钻具与井眼环空之间的位置，通过橡胶的弹性变形对钻具进行密封，该技术起到了密封钻具和套管之环空的作用，保障了井下安全，但由于钻具在钻进的过程中需要持续向井眼深处移动以及间歇性的转动，这样钻具对密封圈或环的磨损非常严重，随着橡胶接触面的逐渐磨损，橡胶的弹性压缩量不能及时补偿磨损间隙，同时钻井过程中环空压力随时存在波动变化，以及具有磨砺性介质的存在，密封圈或环的使用寿命极为有限，因而，需要频繁更换密封圈或环，严重影响了钻进作业的进度，并且还增大了安全隐患，增加了成本。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术仅依靠密封件弹性压缩变形的方式对钻具与环空之间的密封，当密封件磨损之后，密封件的弹性不足以补偿磨损间隙和平衡环空压力，易于造成密封失效的问题，提供一种具有主动补偿密封功能的煤矿定向钻井用钻具封孔装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种煤矿定向钻井用钻具封孔装置，包括中空圆柱环状的外套，在外套壁上、沿圆周方向均匀分布有若干上下方向的槽口，外套上端面靠近中空位置设有台阶；在外套内侧设有纵剖面为倒梯形的密封胶芯，所述密封胶芯为中空环状，密封胶芯上端面设有与所述台阶尺寸相匹配的法兰；在外套内侧还设有能够上下滑动的环状结构的滑套，所述滑套上半部分的内侧为锥形结构，该锥形结构与密封胶芯的外侧形状相适应，能够插入密封胶芯与外套之间的空隙中，在靠近槽口四周位置的滑套外侧设有密封件，以防止井内流体从槽口泄漏；滑套外侧连接有穿过槽口并能够在槽口中上下移动的支撑块，所述支撑块和槽口的数量相等，在外套的外壁上、沿圆周方向设有支撑环，所述支撑环位于支撑块下方，支撑环和支撑块之间设有弹簧，在支撑块下侧设有穿过支撑环的支撑调节螺栓。

进一步的，所述外套的上下两端设有与其它部件相连接的法兰或卡箍结构。

进一步的，所述槽口为矩形结构，两条长边为上下方向。

进一步的，所述密封胶芯为橡胶或尼龙材料。

进一步的，所述密封胶芯上端面高于外套上端面，当外套上部与其它部件连接时，该密封胶芯的上端面能够起到密封作用。

进一步的，所述支撑环还能被设置在支撑块的上方，此时，所述支撑调节螺栓穿过支撑环与支撑块的上端面相接触。

本实用新型的有益效果：