[发明专利]碎软煤层液动定向钻进用孔口防喷系统与施工方法

权利要求书

1.碎软煤层液动定向钻进用孔口防喷系统，其特征在于，包括预警装置、一级防喷装置、二级防喷装置、排渣装置和汽水分离罐；

所述一级防喷装置包括孔口管(11)、三通管(12)、五通管(13)、排渣管(14)和弱负压管(15)；孔口管(11)设在钻孔内并伸出孔口，三通管(12)的三个接口分别与孔口管(11)一端、弱负压管(15)一端和五通管(13)的一个接口相连；五通管(13)的其中另三个接口分别与两个弱负压管(15)和排渣管(14)一端相连；定向钻具(10)穿过三通管(12)和五通管(13)；所述三通管(12)和五通管(13)所连各弱负压管(15)的另一端均分别连通汽水分离罐(5)；排渣管(14)的另一端连通至二级防喷装置的防喷箱(32)；

所述预警装置包括导压管(21)、过滤器(22)、控制器(23)、发声器(24)和瓦斯浓度表(25)；导压管(21)两端分别连接所述孔口管(11)和过滤器(22)，过滤器(22)下端布设所述控制器(23)，发声器(24)设在控制器(23)和二级防喷装置的强负压管(31)相接处，瓦斯浓度表(25)设在强负压管(31)上；

所述二级防喷装置包括强负压管(31)和防喷箱(32)；其中一段强负压管(31)两端分别与防喷箱(32)和控制器(23)一端连接，另一段强负压管(31)两端分别与控制器(23)另一端和负压总管路(20)连通；喷孔时，控制器(23)能驱使两段强负压管(31)导通以处于强负压状态，并能驱动发声器(24)报警；

所述排渣装置(4)包括设在防喷箱(32)内的螺旋杆(41)、气动马达(42)和传动轴(43)。

2.如权利要求1所述的碎软煤层液动定向钻进用孔口防喷系统，其特征在于，所述防喷箱(32)上设有伸缩筒(33)。

3.如权利要求1所述的碎软煤层液动定向钻进用孔口防喷系统，其特征在于，所述螺旋杆(41)的前后两端通过两个固定轴承安装在防喷箱(32)内，螺旋杆(41)端部通过传动轴(43)连接气动马达(42)；在螺旋杆(41)下方设有滤渣网(44)，在滤渣网(44)旁的防喷箱(32)侧壁设有排渣口(34)；在防喷箱(34)侧壁设有观察窗(35)，防喷箱(32)底部设有排水口(36)。

4.如权利要求1所述的碎软煤层液动定向钻进用孔口防喷系统，其特征在于，所述防喷箱(32)和负压总管路(20)之间通过弱负压管(15)连通。

5.如权利要求1所述的碎软煤层液动定向钻进用孔口防喷系统，其特征在于，所述控制器(23)包括控制器本体(231)、碟片(232)、阀杆(233)、弹簧(234)、指针(235)和刻度盘(236)；

所述控制器本体(231)为一体式结构，包括上部的腔体、中部腔室和下部的双向接头；控制器本体上部的腔体内布设所述碟片(232)以将腔体分隔为碟室上腔和碟室下腔，且碟室上腔与所述过滤器(22)密封连通；弹簧(234)套设在阀杆(233)上，阀杆(233)上端顶在碟片(232)上，阀杆(233)下部贯穿中部腔室并伸至下部的双向接头，阀杆(233)下端连接有密封塞(237)，弹簧(234)上下两端限位在碟片(232)下表面和中部腔室顶部之间；指针(235)和刻度盘(236)位于中部腔室内，指针(235)固定在阀杆(233)上，刻度盘(236)固定在中部腔室内侧壁上；下部的双向接头之间由分隔壁隔开，分隔壁上设有开孔，所述密封塞(237)位于该开孔处；双向接头两端接口分别与强负压管(31)连通；

定向钻具(10)正常钻进时，钻孔内负压使所述密封塞(237)随阀杆(233)竖向上移从而密封塞(233)能堵塞分隔壁上的开孔导致强负压管(31)在控制器(23)处不能导通；喷孔时，导压管(21)传递瓦斯正压力到碟片(232)，使碟片(232)弯曲向碟室下腔运动，弹簧(234)处于压缩状态，阀杆(233)向下运动带动密封塞(237)下移与开孔分离，同时指针(235)指向下位，强负压管(31)在双向接头处导通及时抽出防喷箱(32)的瓦斯。