一种可变径造穴钻装置及使用方法与流程

1.本发明涉及一种可变径造穴钻装置及使用方法，属于可变径造穴技术领域。


背景技术：

2.如图1所示为传统的揭煤方法采用的是11步法，但11步法必须有人作业，主要有以下原因：复杂性：矿井环境复杂且变化无常，可能会出现各种预料不到的情况，如地质变化、设备故障、气体泄露等。这些情况需要人工及时发现并做出适应性的处理；安全监测：虽然有一些自动化的安全监测设备，但它们可能无法覆盖所有的安全风险，例如地面塌陷、支护结构破裂等。这就需要人工进行定期的巡检和监测；设备操作与维护：许多矿山设备需要人工进行操作、调整和维护，尤其是在复杂和变化的矿井环境中；紧急响应：在矿井发生紧急情况时，如火灾、爆炸、气体泄露等，需要有人立即进行紧急响应，如救援、疏散、灭火等。
3.有人作业导致的问题是，一旦出现任何安全问题，例如地面塌陷、支护结构破裂和煤与瓦斯突出等，这些安全问题无论多小，一旦发生，为了安全考虑都需要停止作业，这导致传统的11步法施工效率较低。
4.另外传统11步法为了判定，需要掘巷道，而掘巷道需要打很多个钻孔抽瓦斯卸压，按照法规要求，这些工作需要繁琐的准备工作，这也导致传统11步法施工效率较低。
5.为了解决以上问题，申请人研制了一种渐进扩孔卸压煤层气瓦斯压力的远程自动化揭煤方法，此方法需要在巷道断面处固定设置与巷道断面相匹配的盾板，盾板上开设穿孔；在无人化的前提下，使用可变径造穴装置从穿孔处向巷道断面处造穴，可变径造穴装置先打出最小直径的钻孔，然后对钻孔进行若干次扩孔，每次扩出的孔的直径大于上一次扩出的孔的直径，扩出的孔的直径最大值为800mm。但是此揭煤方法存在一个问题，盾板处的穿孔孔径在扩孔过程中始终保持不变，而且盾板始终将钻孔挡住，使用现有的钻机所排的渣会被盾板挡住，如何在此种工况下将钻孔中的钻渣排出是急需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是：提供一种可变径造穴钻装置及使用方法，包括钻机、钻井液输送装置、钻头和扩孔器；所述扩孔器一端与钻杆固定连接，扩孔器另一端与钻头固定连接，所述钻杆安装在钻机上；所述钻杆中空，钻杆露出钻孔的一端与钻井液输送装置连通，钻杆另一端与扩孔器连通；所述扩孔器设有连通钻杆与扩孔器外部的通道。
7.进一步地，所述扩孔器包括控制器、陀螺仪、本体、扩孔刀、驱动杆、柱塞泵、储气罐、单向逆止阀、气动液压缸和插销；所述本体上开有沿本体长度方向分布的收纳槽，收纳槽包括2个，2个收纳槽对称
分布在本体两侧，收纳槽内通过转轴转动连接扩孔刀，扩孔刀在转轴上转动是的扩孔刀与本体之间的夹角改变，扩孔刀与本体之间的夹角为0度时扩孔刀正好收纳在收纳槽内，扩孔刀通过齿轮转动连接转轴，齿轮一侧与扩孔刀其中一个端部固定连接，齿轮转动连接在转轴上；所述本体内开有滑孔，所述滑孔中轴线与本体长度方向平行，滑孔位于本体上的收纳槽靠近钻头的一侧；所述驱动杆一端为与滑孔相匹配的导块，驱动杆滑动连接在滑孔上，驱动杆另一端为与齿轮相匹配的齿条，齿条与齿轮相互齿合，驱动杆靠近钻头的一端与气动液压缸的输出轴固定连接，气动液压缸的输出轴长度方向与驱动杆长度方向平行，所述气动液压缸的输入口与储气罐的输出口连通，在气动液压缸与储气罐的连接管道上设有电磁阀，电磁阀与控制器电连接；所述储气罐的输入口与柱塞泵的输出口连通，柱塞泵的进气口与外界连通，在储气罐与柱塞泵之间设有单向逆止阀，单向逆止阀的导通方向为从柱塞泵到储气罐，柱塞泵与控制器电连接；所述陀螺仪设置在本体内，陀螺仪与控制器电连接；所述本体靠近钻头的一端开设有与插销相匹配的销孔，所述销孔内设有弹簧，弹簧一端固定连接销孔底部，弹簧另一端固定连接插销，插销滑动安装在销孔内，当弹簧压缩率超过设定值时插销完全隐藏在销孔内，当弹簧压缩率低于设定值时插销露出销孔；所述插销为楔形，插销的斜面位于本体掘进时旋转的反方向，插销的垂面位于本体掘进时旋转的方向；所述钻头转动连接在本体端部，柱塞泵的转轴与钻头转轴固定连接，钻头上设有与销孔横向尺寸相同的插孔，所述横向尺寸是指在与钻头中轴线垂直的平面的上的投影尺寸。
8.进一步地，所述销孔为以本体为中轴线的圆弧。
9.一种可变径造穴钻装置的使用方法，所述方法包括：s01、将扩孔刀收到收纳槽内，使用钻头从穿孔处打孔，直到钻孔达到预定深度；s02、反向旋转钻杆到设定值，陀螺仪通过测定本体角速度发送给控制器，控制器通过角速度的方向判定钻杆状态为蓄能，并控制电磁阀关闭；s03、测量反向旋转时间是否达到设定值，如果达到设定值则停止反向旋转，并且钻机将钻杆向外抽出设定距离，然后控制钻杆正向旋转，陀螺仪通过测定本体角速度发送给控制器，控制器通过角速度的方向判定钻杆状态为扩孔，并控制电磁阀打开；s04、正向旋转钻杆进行扩孔直到钻头达到钻孔底部；s05、跳转到步骤s02，并对循环次数累加，如果循环次数大于设定值则跳转到步骤s06；s06、结束。
10.进一步地，所述方法还包括：步骤s01、s03和s04时通过钻杆向钻孔内输送钻井液，步骤s02停止输送钻井液。
11.进一步地，所述方法还包括：测量钻机的钻杆在钻杆长度方向的压力；
当压力大于设定阈值时，使用钻杆向钻孔施加同等的压力。
12.本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明利用钻井液输送装置通过钻杆向扩孔器所在的钻孔处输送钻井液，由于钻井液是液体，可以从较小的缝隙流出，从而将钻孔内钻出的钻渣带出钻孔，实现了在盾板遮挡情况下进行变径造穴时的钻孔清理。
附图说明
13.图1为本发明的背景技术的施工方法的流程图；图2为本发明实施例的示意图；图3为图2中a处的局部视图；图4为图3中b处的局部视图；图5为本发明钻头处的爆炸视图；图6为本发明钻头处另一视角的爆炸视图；图7为本发明的电路连接框图。
具体实施方式
14.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例一：参考图1-7，一种可变径造穴钻装置，包括钻机3、钻井液输送装置4、钻头6-11和扩孔器；所述扩孔器一端与钻杆5固定连接，扩孔器另一端与钻头6-11固定连接，所述钻杆5安装在钻机3上；所述钻杆5中空，钻杆5露出钻孔的一端与钻井液输送装置4连通，钻杆5另一端与扩孔器连通；所述扩孔器设有连通钻杆5与扩孔器外部的通道。
16.利用钻井液输送装置通过钻杆向扩孔器所在的钻孔处输送钻井液，由于钻井液是液体，可以从较小的缝隙流出，从而将钻孔内钻出的钻渣带出钻孔，实现了在盾板遮挡情况下进行变径造穴时的钻孔清理。
17.进一步地，所述扩孔器包括控制器6-12、陀螺仪6-13、本体6-1、扩孔刀6-2、驱动杆6-3、柱塞泵6-8、储气罐6-6、单向逆止阀6-7、气动液压缸6-4和插销6-10；所述本体6-1上开有沿本体6-1长度方向分布的收纳槽6-1-1，收纳槽6-1-1包括2个，2个收纳槽6-1-1对称分布在本体6-1两侧，收纳槽6-1-1内通过转轴转动连接扩孔刀6-2，扩孔刀6-2在转轴上转动是的扩孔刀6-2与本体6-1之间的夹角改变，扩孔刀6-2与本体6-1之间的夹角为0度时扩孔刀6-2正好收纳在收纳槽6-1-1内，扩孔刀6-2通过齿轮6-2-1转动连接转轴，齿轮6-2-1一侧与扩孔刀6-2其中一个端部固定连接，齿轮6-2-1转动连接在转轴上；所述本体6-1内开有滑孔6-1-2，所述滑孔6-1-2中轴线与本体6-1长度方向平行，滑孔6-1-2位于本体6-1上的收纳槽6-1-1靠近钻头6-11的一侧；所述驱动杆6-3一端为与滑孔6-1-2相匹配的导块6-3-2，驱动杆6-3滑动连接在滑孔6-1-2上，驱动杆6-3另一端为与齿轮6-2-1相匹配的齿条6-3-1，齿条6-3-1与齿轮6-2-1
相互齿合，驱动杆6-3靠近钻头6-11的一端与气动液压缸6-4的输出轴固定连接，气动液压缸6-4的输出轴长度方向与驱动杆6-3长度方向平行，所述气动液压缸6-4的输入口与储气罐6-6的输出口连通，在气动液压缸6-4与储气罐6-6的连接管道上设有电磁阀6-5，电磁阀6-5与控制器6-12电连接；所述储气罐6-6的输入口与柱塞泵6-8的输出口连通，柱塞泵6-8的进气口与外界连通，在储气罐6-6与柱塞泵6-8之间设有单向逆止阀6-7，单向逆止阀6-7的导通方向为从柱塞泵6-8到储气罐6-6，柱塞泵6-8与控制器6-12电连接；所述陀螺仪6-13设置在本体6-1内，陀螺仪6-13与控制器6-12电连接；所述本体6-1靠近钻头6-11的一端开设有与插销6-10相匹配的销孔6-8，所述销孔6-8内设有弹簧6-9，弹簧6-9一端固定连接销孔6-8底部，弹簧6-9另一端固定连接插销6-10，插销6-10滑动安装在销孔6-8内，当弹簧6-9压缩率超过设定值时插销6-10完全隐藏在销孔6-8内，当弹簧6-9压缩率低于设定值时插销6-10露出销孔6-8；所述插销6-10为楔形，插销6-10的斜面位于本体6-1掘进时旋转的反方向，插销6-10的垂面位于本体6-1掘进时旋转的方向；所述钻头6-11转动连接在本体6-1端部，柱塞泵6-8的转轴与钻头转轴6-11-2固定连接，钻头6-11上设有与销孔6-8横向尺寸相同的插孔6-11-1，所述横向尺寸是指在与钻头6-11中轴线垂直的平面的上的投影尺寸。
18.在初次钻孔时，将将扩孔刀6-2收到收纳槽6-1-1内，使用钻头6-11从穿孔1-1处打孔，直到钻孔达到预定深度，实现初孔的钻孔；然后对扩孔时张开扩孔刀6-2的动力进行蓄能，蓄能的方法为反向旋转钻杆5到设定值，陀螺仪6-13通过测定本体6-1角速度发送给控制器6-12，控制器6-12通过角速度的方向判定钻杆5状态为蓄能，并控制电磁阀6-5关闭，这使得储气罐6-6内充满高压气体，为后面张开扩孔刀6-2时为气动液压缸6-4提供动力；测量反向旋转时间是否达到设定值，如果达到设定值则停止反向旋转，并且钻机3将钻杆5向外抽出设定距离，然后控制钻杆5正向旋转，陀螺仪6-13通过测定本体6-1角速度发送给控制器6-12，控制器6-12通过角速度的方向判定钻杆5状态为扩孔，并控制电磁阀6-5打开，蓄积在储气罐6-6内的高压气体将驱使气动液压缸6-4的伸缩杆伸长带动驱动杆6-3背朝钻头6-11相反方向运动，从而使驱动杆6-3上的齿条6-3-1带动齿轮6-2-1转动，从而使扩孔刀6-2与本体6-1的张角增大，增大的角度可通过控制气罐充气量的多少来设定；然后通过正向旋转钻杆5进行扩孔直到钻头6-11达到钻孔底部。不断的循环从蓄能到扩孔这几个步骤，直到钻孔直径到达设定的最大值。除了蓄能步骤，可以在其它步骤通过向钻杆5内通钻井液将孔内钻孔钻出的渣带出钻孔内，为了实现此目的，本公开使用的钻杆5可以使用内部中空的钻杆5，并且钻机3上设有钻井液输送装置4，向钻杆5输送钻井液。另外，由于本公开使用钻杆5自身的转动为扩孔刀6-2张开蓄能，无需通过钻杆5的内腔布置液压管，使得钻井液流量更大，洗孔效果更好。
19.进一步地，所述销孔6-8为以本体6-1为中轴线的圆弧。其它的形状会因为钻头6-11与本体6-1相对运动而对插销6-10产生径向的压力，通过将销孔6-8为以本体6-1为中轴线的圆弧，钻头6-11与本体6-1相对运动不会对插销6-10产生径向的压力，保护插销6-10。
20.一种可变径造穴钻装置的使用方法，所述方法包括：s01、将扩孔刀6-2收到收纳槽6-1-1内，使用钻头6-11从穿孔1-1处打孔，直到钻孔
达到预定深度；s02、反向旋转钻杆5到设定值，陀螺仪6-13通过测定本体6-1角速度发送给控制器6-12，控制器6-12通过角速度的方向判定钻杆5状态为蓄能，并控制电磁阀6-5关闭；s03、测量反向旋转时间是否达到设定值，如果达到设定值则停止反向旋转，并且钻机3将钻杆5向外抽出设定距离，然后控制钻杆5正向旋转，陀螺仪6-13通过测定本体6-1角速度发送给控制器6-12，控制器6-12通过角速度的方向判定钻杆5状态为扩孔，并控制电磁阀6-5打开；s04、正向旋转钻杆5进行扩孔直到钻头6-11达到钻孔底部；s05、跳转到步骤s02，并对循环次数累加，如果循环次数大于设定值则跳转到步骤s06；s06、结束。
21.通过以上方法，可实现钻孔的扩孔，并且无需对扩孔刀6-2外接动力源。
22.进一步地，所述方法还包括：步骤s01、s03和s04时通过钻杆5向钻孔内输送钻井液，步骤s02停止输送钻井液。通过此方法实现对钻孔内钻渣的清洗，并且不会因为洗孔对蓄能造成影响。
23.进一步地，所述方法还包括：测量钻机3的钻杆5在钻杆5长度方向的压力；当压力大于设定阈值时，使用钻杆5向钻孔施加同等的压力。
24.可以通过钻机3上测量钻杆5压力的液压表获取钻杆5压力数值，如果压力值大于阈值，则通过钻机3推动钻杆5以平衡煤与瓦斯突出的压力，又因为钻杆5与孔之间有缝隙，通过这些缝隙缓慢卸压，可消除煤与瓦斯突出。
25.实施例二：参考图1-6，一种渐进扩孔卸压煤层气瓦斯压力的远程自动化揭煤方法，所述方法包括以下步骤：在巷道断面9处通过第一锚杆10固定设置与巷道断面9相匹配的盾板1，盾板1上开设穿孔1-1；在无人化的前提下，使用可变径造穴装置6从穿孔1-1处向巷道断面9处造穴，可变径造穴装置6先打出最小直径的钻孔，然后对钻孔进行若干次扩孔，每次扩出的孔的直径大于上一次扩出的孔的直径，扩出的孔的直径最大值为800mm。
26.进一步地，所述方法包括以下步骤：在巷道断面9后的巷道设置挡墙2，所述挡墙2与巷道断面9在巷道中合围成一个封闭空间，挡墙2上部设置进风口2-1和出风口2-2，进风口2-1的进风为氮气。
27.进一步地，所述钻孔的初始直径为50mm，每次扩孔直径增加50mm。
28.具体地，所述可变径造穴装置6包括钻头6-11和扩孔器；所述扩孔器一端与钻杆5固定连接，扩孔器另一端与钻头6-11固定连接。
29.现有的扩孔器的扩孔刀6-2的控制，需要通过从钻杆5输入液压进行控制，但这会导致需要专门设置一根油管穿过钻杆5内部，使钻杆5内部空间减少，钻杆5内部空间的减少又导致通过钻杆5内部空间输送钻井液的流量减小，为了解决这个问题，在本实施例中具体地，所述扩孔器包括控制器6-12、陀螺仪6-13、本体6-1、扩孔刀6-2、驱动杆6-3、柱塞泵6-8、储气罐6-6、单向逆止阀6-7、气动液压缸6-4和插销6-10；所述本体6-1上开有沿本体6-1长度方向分布的收纳槽6-1-1，收纳槽6-1-1包括2个，2个收纳槽6-1-1对称分布在本体6-1两侧，收纳槽6-1-1内通过转轴转动连接扩孔刀6-2，扩孔刀6-2在转轴上转动是的扩孔刀6-2
11与本体6-1相对运动而对插销6-10产生径向的压力，通过将销孔6-8为以本体6-1为中轴线的圆弧，钻头6-11与本体6-1相对运动不会对插销6-10产生径向的压力，保护插销6-10。
32.进一步地，所述方法还包括：s01、将扩孔刀6-2收到收纳槽6-1-1内，使用钻头6-11从穿孔1-1处打孔，直到钻孔达到预定深度；s02、反向旋转钻杆5到设定值，陀螺仪6-13通过测定本体6-1角速度发送给控制器6-12，控制器6-12通过角速度的方向判定钻杆5状态为蓄能，并控制电磁阀6-5关闭；s03、测量反向旋转时间是否达到设定值，如果达到设定值则停止反向旋转，并且钻机3将钻杆5向外抽出设定距离，然后控制钻杆5正向旋转，陀螺仪6-13通过测定本体6-1角速度发送给控制器6-12，控制器6-12通过角速度的方向判定钻杆5状态为扩孔，并控制电磁阀6-5打开；s04、正向旋转钻杆5进行扩孔直到钻头6-11达到钻孔底部；s05、跳转到步骤s02，并对循环次数累加，如果循环次数大于设定值则跳转到步骤s06；s06、结束。
33.通过以上方法，可实现钻孔的扩孔，并且无需对扩孔刀6-2外接动力源。
34.进一步地，所述方法还包括：步骤s01、s03和s04时通过钻杆5向钻孔内输送钻井液，步骤s02停止输送钻井液。通过此方法实现对钻孔内钻渣的清洗，并且不会因为洗孔对蓄能造成影响。
35.由于巷道断面9会有小的煤与瓦斯突出，如果对煤与瓦斯突出不进行干预，将会导致巷道断面9大规模突出，导致严重的后果。
36.为了解决这个问题，在本实施例中进一步地，所述方法还包括：测量钻机3的钻杆5在钻杆5长度方向的压力；当压力大于设定阈值时，使用钻杆5向钻孔施加同等的压力。
37.可以通过钻机3上测量钻杆5压力的液压表获取钻杆5压力数值，如果压力值大于阈值，则通过钻机3推动钻杆5以平衡煤与瓦斯突出的压力，又因为钻杆5与孔之间有缝隙，通过这些缝隙缓慢卸压，可消除煤与瓦斯突出。
38.进一步地，所述方法还包括：在造穴过程中对巷道断面9进行应力监测、瓦斯变化监测和位移监测。通过监测应力监测、瓦斯变化监测和位移监测对煤与瓦斯突出进行监测，从而可针对性的进行消突。
39.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种可变径造穴钻装置，其特征在于，包括钻机（3）、钻井液输送装置（4）、钻头（6-11）和扩孔器；所述扩孔器一端与钻杆（5）固定连接，扩孔器另一端与钻头（6-11）固定连接，所述钻杆（5）安装在钻机（3）上；所述钻杆（5）中空，钻杆（5）露出钻孔的一端与钻井液输送装置（4）连通，钻杆（5）另一端与扩孔器连通；所述扩孔器设有连通钻杆（5）与扩孔器外部的通道。2.根据权利要求1所述的可变径造穴钻装置，其特征在于，所述扩孔器包括控制器（6-12）、陀螺仪（6-13）、本体（6-1）、扩孔刀（6-2）、驱动杆（6-3）、柱塞泵（6-8）、储气罐（6-6）、单向逆止阀（6-7）、气动液压缸（6-4）和插销（6-10）；所述本体（6-1）上开有沿本体（6-1）长度方向分布的收纳槽（6-1-1），收纳槽（6-1-1）包括2个，2个收纳槽（6-1-1）对称分布在本体（6-1）两侧，收纳槽（6-1-1）内通过转轴转动连接扩孔刀（6-2），扩孔刀（6-2）在转轴上转动是的扩孔刀（6-2）与本体（6-1）之间的夹角改变，扩孔刀（6-2）与本体（6-1）之间的夹角为0度时扩孔刀（6-2）正好收纳在收纳槽（6-1-1）内，扩孔刀（6-2）通过齿轮（6-2-1）转动连接转轴，齿轮（6-2-1）一侧与扩孔刀（6-2）其中一个端部固定连接，齿轮（6-2-1）转动连接在转轴上；所述本体（6-1）内开有滑孔（6-1-2），所述滑孔（6-1-2）中轴线与本体（6-1）长度方向平行，滑孔（6-1-2）位于本体（6-1）上的收纳槽（6-1-1）靠近钻头（6-11）的一侧；所述驱动杆（6-3）一端为与滑孔（6-1-2）相匹配的导块（6-3-2），驱动杆（6-3）滑动连接在滑孔（6-1-2）上，驱动杆（6-3）另一端为与齿轮（6-2-1）相匹配的齿条（6-3-1），齿条（6-3-1）与齿轮（6-2-1）相互齿合，驱动杆（6-3）靠近钻头（6-11）的一端与气动液压缸（6-4）的输出轴固定连接，气动液压缸（6-4）的输出轴长度方向与驱动杆（6-3）长度方向平行，所述气动液压缸（6-4）的输入口与储气罐（6-6）的输出口连通，在气动液压缸（6-4）与储气罐（6-6）的连接管道上设有电磁阀（6-5），电磁阀（6-5）与控制器（6-12）电连接；所述储气罐（6-6）的输入口与柱塞泵（6-8）的输出口连通，柱塞泵（6-8）的进气口与外界连通，在储气罐（6-6）与柱塞泵（6-8）之间设有单向逆止阀（6-7），单向逆止阀（6-7）的导通方向为从柱塞泵（6-8）到储气罐（6-6），柱塞泵（6-8）与控制器（6-12）电连接；所述陀螺仪（6-13）设置在本体（6-1）内，陀螺仪（6-13）与控制器（6-12）电连接；所述本体（6-1）靠近钻头（6-11）的一端开设有与插销（6-10）相匹配的销孔（6-8），所述销孔（6-8）内设有弹簧（6-9），弹簧（6-9）一端固定连接销孔（6-8）底部，弹簧（6-9）另一端固定连接插销（6-10），插销（6-10）滑动安装在销孔（6-8）内，当弹簧（6-9）压缩率超过设定值时插销（6-10）完全隐藏在销孔（6-8）内，当弹簧（6-9）压缩率低于设定值时插销（6-10）露出销孔（6-8）；所述插销（6-10）为楔形，插销（6-10）的斜面位于本体（6-1）掘进时旋转的反方向，插销（6-10）的垂面位于本体（6-1）掘进时旋转的方向；所述钻头（6-11）转动连接在本体（6-1）端部，柱塞泵（6-8）的转轴与钻头转轴（6-11-2）固定连接，钻头（6-11）上设有与销孔（6-8）横向尺寸相同的插孔（6-11-1），所述横向尺寸是指在与钻头（6-11）中轴线垂直的平面的上的投影尺寸。3.根据权利要求2所述的可变径造穴钻装置，其特征在于，所述销孔（6-8）为以本体（6-1）为中轴线的圆弧。4.一种权利要求2所述的可变径造穴钻装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
s01、将扩孔刀（6-2）收到收纳槽（6-1-1）内，使用钻头（6-11）从穿孔（1-1）处打孔，直到钻孔达到预定深度；s02、反向旋转钻杆（5）到设定值，陀螺仪（6-13）通过测定本体（6-1）角速度发送给控制器（6-12），控制器（6-12）通过角速度的方向判定钻杆（5）状态为蓄能，并控制电磁阀（6-5）关闭；s03、测量反向旋转时间是否达到设定值，如果达到设定值则停止反向旋转，并且钻机（3）将钻杆（5）向外抽出设定距离，然后控制钻杆（5）正向旋转，陀螺仪（6-13）通过测定本体（6-1）角速度发送给控制器（6-12），控制器（6-12）通过角速度的方向判定钻杆（5）状态为扩孔，并控制电磁阀（6-5）打开；s04、正向旋转钻杆（5）进行扩孔直到钻头（6-11）达到钻孔底部；s05、跳转到步骤s02，并对循环次数累加，如果循环次数大于设定值则跳转到步骤s06；s06、结束。5.根据权利要求4所述的可变径造穴钻装置的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：步骤s01、s03和s04时通过钻杆（5）向钻孔内输送钻井液，步骤s02停止输送钻井液。6.根据权利要求5所述的可变径造穴钻装置的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：测量钻机（3）的钻杆（5）在钻杆（5）长度方向的压力；当压力大于设定阈值时，使用钻杆（5）向钻孔施加同等的压力。

技术总结
本发明公开了本发明提供了一种可变径造穴钻装置及使用方法，包括钻机、钻井液输送装置、钻头和扩孔器；所述扩孔器一端与钻杆固定连接，扩孔器另一端与钻头固定连接，所述钻杆安装在钻机上；所述钻杆中空，钻杆露出钻孔的一端与钻井液输送装置连通，钻杆另一端与扩孔器连通；所述扩孔器设有连通钻杆与扩孔器外部的通道。以解决现有技术在盾板存在的情况下进行变径造穴时无法排钻渣的问题。行变径造穴时无法排钻渣的问题。行变径造穴时无法排钻渣的问题。


技术研发人员：曹俊才 安铁梁 周东平 包庆林 皮礼明 陈永松
受保护的技术使用者：贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/7/21