本发明专利技术提供一种弹性弯节式煤矿井下套管装置，包括：多个首尾依次连接的套管本体，各套管本体包括弹性件、密封部、第一接头、第二接头，第一接头、第二接头设于弹性件两端，密封部设于弹性件表层覆盖弹性件，密封部两端分别与第一接头、第二接头连接，相邻连接的两个套管本体通过第一接头与第二接头连接，弹性件2作为套管本体的骨架结构，采用密封部3设于弹性件2表面将弹性件2密封，起到隔水和耐压作用，套管本体在轴向上具有一定柔性，可以沿弯曲钻孔长距离下入；在径向上具有足够的抗压强度，能够承受孔壁围岩应力及水压、气压等，相邻设置的套管本体的弹性件之间通过第一接头1与第二接头5螺纹连接，提升孔内下套管工作效率。提升孔内下套管工作效率。提升孔内下套管工作效率。
【技术实现步骤摘要】
一种弹性弯节式煤矿井下套管装置及施工方法
[0001]本专利技术属于煤矿井下瓦斯抽采领域，具体涉及一种弹性弯节式煤矿井下套管装置及施工方法。
技术介绍
[0002]采用井下钻孔实施瓦斯预抽是煤矿治理瓦斯的根本方法，近年来煤矿井下定向长钻孔钻进技术成为煤矿井下区域化瓦斯治理的重要手段之一。依据钻孔结构特点，定向钻孔一般可分为套管孔段、过渡孔段与目标地层孔段3部分。其中套管孔段位于钻孔孔口端，需要下入套管进行封孔，是确保钻孔轨迹大位移调整、高压含水体和气体控制、破碎地层防护的基础，套管应按设计规格和尺寸下放到位。目前，套管下入深度一般为9～30m，特殊情况下可达到100m以上。这就要求套管在径向上具有足够的强度，以承受高压水体和气体，在轴向上具有足够的长度，以满足长距离下套管的要求。
[0003]普通无缝钢制套管虽然有足够的承压强度，但因其刚性过大，遇到弯曲孔段时易顶住孔壁，难以长距离下入。另外，长距离下入普通无缝钢制套管也存在施工成本高、工人劳动量大等缺陷。因此亟需一种新型套管，能够实现弯曲孔段长距离下入，解决目前普通无缝钢制套管难以拐弯的问题，提高瓦斯抽采效率。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，本专利技术提供一种弹性弯节式煤矿井下套管装置及施工方法，解决现有技术存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种弹性弯节式煤矿井下套管装置，包括：多个首尾依次连接的套管本体，各套管本体包括弹性件、密封部、第一接头、第二接头，第一接头、第二接头设于弹性件两端，密封部设于弹性件表层覆盖弹性件，密封部两端分别与第一接头、第二接头连接，相邻连接的两个套管本体通过第一接头与第二接头连接。
[0007]优选的，所述弹性件为弹簧，密封部为橡胶层，橡胶层覆盖弹簧将弹簧密封，弹簧在处于自由状态时，位于相邻两个弹簧圈之间的橡胶层下沉形成一自由部，自由部的外法线指向弹簧内部，当弹簧压缩在贴紧状态下时，自由部的长度为零，深度为3mm～20mm，当弹簧拉伸到最大弹性形变时，自由部的长度为6mm～40mm，深度为零。
[0008]优选的，所述密封部的厚度为20mm，通过高强度树脂胶粘接在弹性件上，密封部的弹性模量为1MPa～10MPa，密度为1kg/m3，
[0009]优选的，所述性弯节式煤矿井下套管装置还包括：
[0010]内衬管，套设于弹性件内并与弹性件切合，用于提升弹性件的径向支持力。
[0011]优选的，所述性弯节式煤矿井下套管装置还包括：
[0012]导向部，与第二接头连接，导向部包括振荡器接头、外壳、滚珠、内壳、导向头、复位弹簧，振荡器接头与第二接头匹配连接，内壳套设于外壳内，外壳与内壳连接部位设置滚
珠，内壳一端通过复位弹簧与外壳连接，另一端设置导向头，导向头伸出外壳设置。
[0013]优选的，所述性弯节式煤矿井下套管装置还包括：
[0014]转换接头，包括连接部及设置连接两端的第三接头与第四接头)，第三接头用于与钻杆连接，第四接头用于与第一接头连接。
[0015]优选的，所述弹性弯节式煤矿井下套管装置还包括：多个PVC管，间隔设于各套管本体之间并与套管本体匹配连接，当钻孔轨迹曲率≥0.3
°
/m时，选用套管本体连接的组合方式，便于全孔段拐弯，当钻孔轨迹曲率≤0.3
°
/m时，选用PVC管与套管本体间隔设置连接的组合方式。
[0016]一种弹性弯节式煤矿井下套管施工方法，所述的弹性弯节式煤矿井下套管装置，当钻孔轨迹曲率≥0.3
°
/m时，选用套管本体连接的组合方式，该方法的步骤包括：
[0017]步骤1，根据钻孔类型和施工要求确定套管本体的直径；
[0018]步骤2，下入套管，在首根套管本体第二接头上安装导向部，首根套管的第一接头与第二根套管本体的第二接头连接，导向部沿着孔口推送下入孔内，同样依次连接第三、四、五根等，边接边下，直至下入深度达到施工要求，若下入过程遇阻或下入较深人力无法推送，则按步骤3进行；
[0019]步骤3，根据套管本体选择转换接头的尺寸，转换接头的第三接头与钻杆连接，第四接头与套管本体第一接头连接，每加一根套管，用钻机给进力将套管本体送入孔中，直至达到目的孔深，钻机给进送入时控制给进速度，使弹簧体充分释放能量，以免超出弹性极限发生损坏；
[0020]步骤4，下入最后一根套管本体后，用钻机夹持器配合，钻机动力头反转卸掉钻杆和转换接头，进行安装孔口装置、封孔等；
[0021]当钻孔轨迹曲率≤0.3
°
/m时，选用PVC管与套管本体间隔设置连接的组合方式，该方法的步骤2中间隔下入PVC管与套管本体，其他步骤与钻孔轨迹曲率≥0.3
°
/m时相同。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0023](Ⅰ)本专利技术的套管装置用弹性件作为套管本体的骨架结构，采用密封部设于弹性件表面将弹性件密封，起到隔水和耐压作用，套管本体在轴向上具有一定柔性，可以沿弯曲钻孔长距离下入；在径向上具有足够的抗压强度，能够承受孔壁围岩应力及水压、气压等，相邻设置的套管本体的弹性件之间通过第一接头与第二接头螺纹连接，可以有效解决目前普通钢制无缝套管因刚度过大而无法长距离下入的难题，提升孔内下套管的工作效率。
[0024](Ⅱ)本专利技术的套管装置套管本体采用橡胶层构成套管外壁，封隔效果良好，不仅材料成本低廉，而且重量轻便，易于搬运，整体上极大降低了现场施工成本和工人劳动强度。
附图说明
[0025]图1是本专利技术装置的整体结构示意图；
[0026]图2是本专利技术图1的A处局部放大图；
[0027]图3是本专利技术的导向部的结构示意图；
[0028]图4是本专利技术的转换接头的结构示意图；
[0029]图5是本专利技术的PVC管的结构示意图；
[0030]图6是本专利技术的装置在钻孔中的应用状态图；
[0031]图7是本专利技术的装置在钻孔中的应用状态图；
[0032]图中各个标号的含义为：
[0033]1‑
第一接头，2
‑
弹性件，3
‑
密封部，4
‑
高强度树脂胶，5
‑
第二接头，6
‑
内衬管，7
‑
转换接头，8
‑
PVC管，71
‑
第三接头，72
‑
第四接头，73
‑
连接部，91
‑
振荡器接头，92
‑
外壳，93
‑
滚珠，94
‑
内壳，95
‑
导向头，96
‑
复位弹簧。
[0034]以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种弹性弯节式煤矿井下套管装置，其特征在于，包括：多个首尾依次连接的套管本体，各套管本体包括弹性件(2)、密封部(3)、第一接头(1)、第二接头(5)，第一接头(1)、第二接头(5)设于弹性件(2)两端，密封部(3)设于弹性件(2)表层覆盖弹性件(2)，密封部(3)两端分别与第一接头(1)、第二接头(5)连接，相邻连接的两个套管本体通过第一接头(1)与第二接头(5)连接。2.如权利要求1所述的弹性弯节式煤矿井下套管装置，其特征在于，所述弹性件(2)为弹簧，密封部(3)为橡胶层，橡胶层覆盖弹簧将弹簧密封，弹簧在处于自由状态时，位于相邻两个弹簧圈之间的橡胶层下沉形成一自由部，自由部的外法线指向弹簧内部，当弹簧压缩在贴紧状态下时，自由部的长度为零，深度为3mm～20mm，当弹簧拉伸到最大弹性形变时，自由部的长度为6mm～40mm，深度为零。3.如权利要求2所述的弹性弯节式煤矿井下套管装置，其特征在于，所述密封部(3)的厚度为20mm，通过高强度树脂胶(4)粘接在弹性件(2)上，密封部(3)的弹性模量为1MPa～10MPa，密度为1kg/m3，。4.如权利要求3所述的弹性弯节式煤矿井下套管装置，其特征在于，所述性弯节式煤矿井下套管装置还包括：内衬管(6)，套设于弹性件(2)内并与弹性件(2)切合，用于提升弹性件的径向支持力。5.如权利要求4所述的弹性弯节式煤矿井下套管装置，其特征在于，所述性弯节式煤矿井下套管装置还包括：导向部，与第二接头(5)连接，导向部包括振荡器接头(91)、外壳(92)、滚珠(93)、内壳(94)、导向头(95)、复位弹簧(96)，振荡器接头(91)与第二接头(5)匹配连接，内壳(94)套设于外壳(92)内，外壳(92)与内壳连接部位设置滚珠，内壳(94)一端通过复位弹簧(96)与外壳(92)连接，另一端设置导向头(95)，导向头伸出外壳设置。6.如权利要求5所述的弹性弯节式煤矿井下套管装置，其特征在于，所述性弯节式煤矿井下套管装置还包括：转换接...
【专利技术属性】
技术研发人员：段会军，马丁，王毅，宋昱播，彭东，张杰，刘修刚，肖骞，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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