[发明专利]一种单向弯曲钻具及冲孔造穴掏煤方法

权利要求书

1.一种单向弯曲钻具，其特征在于，包括多个依次连接的短节；每个所述短节包括座节（1），所述座节（1）内设置有供液体流动的中心通道（11），所述中心通道（11）内设置有活动件（2）、推块（3）和弹性件（4）；

所述活动件（2）整体为环形件，活动件（2）包括活动球头段（21）和柱体段（22）；

所述座节（1）内壁包括球形凹槽段（12）和变截面段（13），所述球形凹槽段（12）与所述活动球头段（21）的球形面匹配；所述变截面段（13）沿其周向设置有一段倾斜面（131），所述倾斜面（131）与所述柱体段（22）的外壁之间形成渐变的间隙（14），所述间隙（14）从球形凹槽边缘至座节（1）端部逐渐增加；

所述活动球头段（21）的球形面上设置有用于限制活动件（2）沿中心通道（11）轴向移动的销轴（211），所述球形凹槽段（12）中设置有与所述销轴（211）匹配的销轴孔（121）；

所述座节（1）内壁上设置有供推块（3）沿径向来回移动的孔口（15），所述孔口（15）底部与推块（3）之间通过所述弹性件（4）连接，所述孔口（15）底部与推块（3）之间设置有压力腔（16），所述座节（1）内壁上设置有连通压力腔（16）与中心通道（11）的连通孔（17）；所述推块（3）位于所述倾斜面（131）对侧；

在压力腔（16）的液力作用下推块（3）给活动件（2）施加推力，活动件（2）向倾斜面（131）一侧单向弯曲。

2.如权利要求1所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述座节（1）内壁上装配有锁定环（5）和固定环（6），所述锁定环（5）和固定环（6）依次沿轴向套设在活动件（2）上；所述锁定环（5）内壁的一部分设置为弧形面（51），内壁的另一部分沿圆周方向设置有一段第一倾斜面（52）；所述座节（1）内壁上设置有圆穹顶（18），所述锁定环（5）装配在座节（1）内时锁定环（5）上的弧形面（51）与所述圆穹顶（18）共同形成所述的球形凹槽段（12）；

所述固定环（6）的外壁与座节（1）内壁连接，固定环（6）的内壁上沿圆周方向设置有一段第二倾斜面（61），所述第一倾斜面（52）和第二倾斜面（61）共同形成所述的倾斜面（131）；所述固定环（6）上设置有用于推块（3）通过的通孔，所述通孔与座节（1）内壁上的孔口（15）位置对应。

3.如权利要求2所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述锁定环（5）的弧形面（51）边缘处设置有一半销轴孔，球形凹槽边缘处设置有一半销轴孔，锁定环（5）与活动件（2）组装后两半销轴孔形成完整的销轴孔（121）。

4.如权利要求2所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述固定环（6）通过定位销（7）固定在座节（1）上。

5.如权利要求2所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述固定环（6）的外壁与座节（1）内壁通过螺纹连接。

6.如权利要求1所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述活动球头段（21）的球形面与球形凹槽段（12）的接触面上设置有密封圈（8）。

7.如权利要求1所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述推块（3）与所述孔口（15）侧壁的接触面处设置有密封圈。

8.如权利要求1所述的单向弯曲钻具，其特征在于，所述柱体段（22）末端设置有公接头（221），所述座节（1）上设置有与公接头（221）匹配的母接头（19）。

9.一种冲孔造穴掏煤方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1，施工主孔，待见到煤层后，在主孔中下入权利要求1至8任一项所述单向弯曲钻具；

步骤2，当单向弯曲钻具的头部接触主孔孔底后，启动泥浆泵向中心通道（11）中注压，在液力作用下推块（3）给活动件（2）施加推力，活动件（2）向一侧弯曲，最终整个单向弯曲钻具发生单向弯曲；然后进行水力喷射钻进或冲孔钻进，孔眼沿钻具的弯曲方向持续延伸，进行沿主孔径向冲孔掏煤；

步骤3，当一个方向的冲孔掏煤完成后，退出该单向弯曲钻具，重复步骤2，直至完成所有沿主孔径向的冲孔掏煤过程。