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　　本发明针对大角度仰孔中套管易下溜及传统螺纹连接效率低的问题，创新采用插接式连接结构，通过环形卡扣与卡槽配合实现快速固定，并利用水压控制防溜接头支腿的伸缩，有效防止套管下滑，提升施工效率与安全性。

　　1.本发明属于钻探设备领域，涉及密封套管，具体是一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法。

　　2.大直径钻孔(孔径≥)在采空区瓦斯抽采、巷道通风、抢险救援及井下管道铺设等领域应用广泛，大直径钻孔施工前期，需要在钻孔孔口端下入套管进行封孔，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，施工后期，为了避免因钻孔局部地层破碎塌孔影响钻孔后期使用，需要下放钻孔护孔套管至特定深度。套管的规格及下放深度应结合工程目的及地质条件确定，并根据钻孔施工要求下放到位，目前大直径钻孔孔口套管规格较多，单根长度多为1～1.5m，单根重量大于25kg，大多数套管采用螺纹连接的形式以保证套管的整体性及连接强度。

　　3.现有技术中，套管下放连接操作主要采用人工拧扣方式，随着钻孔直径的增加以及套管直径的增大，套管刚度与重量随之bwin必赢(中国)在线登录入口增大，导致人工拧扣连接套管存在诸多问题：首先，因套管直径大，人工拧卸操作非常不便，对扣难度大，拧扣速度慢导致套管下放作业效率低；其次，套管质量随套管直径的增加不断增大，无形中增加了套管拧扣作业劳动强度；尤其当开孔高度较高的大直径钻孔为大角度上仰孔时，此类钻孔下放套管时需搭建作业平台，通过钻场顶部倒链配合吊带将钻孔内套管拉紧，其目的是防止套管下溜伤人或者溜至钻钻孔内，但该方法需多名工作人员在套管附近配合操作，仍存在一定的安全隐患，并且加接套管时需要多名工作人员登高作业来实施人工对扣并手动拧紧，不仅增加了劳动强度，还增加了安全风险。

　　4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管、护孔工装及护孔方法，解决现有技术中螺纹连接式套管中存在的效率低下以及套管易下溜的技术问题。

　　6.一方面，本发明公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管，包括防溜接头和插接套管，所述的防溜接头包括第一管体，所述的第一管体的侧壁上沿周向均匀开设有多个矩形槽，每个所述的矩形槽中均设置有防溜结构，所述的第一管体的轴向后端面边缘周向开设有环槽，所述的环槽中设置有压环，所述的环槽的轴向后端面与压环的轴向前端面之间形成第一腔体，所述的第一管体的轴向后端上设置有母接头，该母接头的外圆直径小于环槽的内圆直径；

　　7.所述的防溜结构包括支腿座、固定设置在支腿座上的支腿以及与支腿同轴设置的弹簧座，所述的弹簧座上设置有与支腿同轴的弹簧，所述的支腿座的两侧设置有凸台，所述的凸台与其所在的矩形槽的内壁形成第二腔体；

　　8.所述的环槽的内壁上设置有与每个矩形槽位置对应的导流槽，所述的导流槽内开设有连通第一腔体和第二腔体的过流孔；所述的压环上开设有注水孔，该注水孔与第一腔体连通，所述的注水孔中安装有注水接头；

　　9.所述的矩形槽的开口处绕其边缘一周设置有与矩形槽同轴的盖板槽，所述的盖板槽上固定设置有盖板，所述的盖板上开设有通孔，该通孔的直径大于支腿且小于弹簧的横截面直径；

　　10.所述的插接套管包括第二管体和设置在第二管体两端的公接头和母接头，所述的公接头的外壁成凸台设置，所述的公接头的外壁上沿轴向均匀设置有多个第一环形卡扣，公接头的外壁上沿周向均匀设置有卡缝，每一条所述的卡缝的末端均设置有应力分散孔；

　　11.所述的母接头内壁上设置有多个与公接头外壁上的第一环形卡扣对应的环形卡扣槽，所述的每一个环形卡扣槽之间设置有螺钉孔，所述的螺钉孔与所述的卡缝交错设置；

　　12.所述的第一环形卡扣的外径与环形卡扣槽的内径相等，所述的第一环形卡扣的外径与环形卡扣槽的轴向长度对应相等。

　　19.另一方面，本发明还公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔工装，包括推送器和起拔器，所述的推送器包括沿轴向依次相连的第一连接体、外接插体和导向体，所述的导向体的外径与公接头上的第一环形卡扣的直径相等；所述的导向体与公接头上的第一环形卡扣的轴向长度相等；

　　20.所述的起拔器包括依次相连的第二连接体、外密封体和卡扣段，所述的卡扣段上沿轴向均匀设置有多个第二环形卡扣，所述的第二环形卡扣的尺寸与第一环形卡扣的尺寸相同。

　　21.进一步的，上述煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔工装还包括以下技术特征：

　　24.另一方面，本发明还公开了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔方法，包括插接套管下放方法和插接套管起拔方法，具体包括以下步骤：

　　26.步骤一，在钻孔孔口将防溜接头与第一根插接套管连接，并在防溜接头的注水接头上连接静压水或水泵的软管；

　　27.步骤二，将连接好的防溜接头及第一根插接套管置于钻孔内，并确保第一根插接套管的母接头外露30～50cm；

　　28.步骤三，将静压水或水泵打开，水流沿着软管进入防溜接头的第一腔体，并通过过流孔流至第二腔体，进而推动支腿伸出，并支撑在孔壁上；

　　29.步骤四，将第二根插接套管的公接头插入第一根插接套管的母接头内，使第二根插接套管上第一环形卡扣完全卡入第一根插接套管的环形卡扣槽内，在第一根插接套管的母接头上的螺钉孔内装入对应规格的螺钉；

　　30.步骤五，将推送器的第一连接体安装在钻机的钻杆前端，并通过钻杆将推送器的导向体和外插接体分别插入第二根插接套管的母接头内；

　　31.步骤六，将软管内水流卸压，支腿在弹簧作用下沿径向向里移动，并收入至矩形槽内，使用钻机推动钻杆带动推送器将第二根插接套管推入钻孔内，使第二根插接套管的母接头外露30～50cm，执行步骤三将防溜接头的支腿伸出，将钻孔内连接后的插接套管固定在孔壁上；

　　32.步骤七，回撤钻杆与推送器，使推送器前端留够第三根插接套管下放距离；重复步骤四至步骤六，依次逐根下入余下插接套管；

　　34.步骤1，首先执行套管下放方法中的步骤三将防溜接头的支腿伸出，将起拔器的第二连接体安装在钻机的钻杆前端；

　　35.步骤2，通过钻杆将起拔器推送至钻孔孔口与待起拔插接套管连接，使起拔器第二环形卡扣卡入待起拔插接套管的母接头的环形卡扣槽内；

　　36.步骤3，将软管内水流卸压，支腿在弹簧作用下收入至矩形槽内，使用钻机回撤钻杆带动起拔器将最外端插接套管从钻孔完全拔出，并确保次外端插接套管的母接头外露30～50cm；

　　37.步骤4，执行套管下放方法中的步骤三将防溜接头的支腿伸出并支撑在孔壁上；

　　38.步骤5，在次外端插接套管的母接头上螺钉孔中旋入螺钉，使最外端插接套管的公接头上的第一环形卡扣从次外端插接套管的母接头内的环形卡扣槽中脱开，起拔钻杆，通过起拔器使最外端插接套管的公接头自次外端插接套管的母接头中拔出；

　　39.步骤6，在最外端插接套管的母接头上的螺钉孔中旋入螺钉，使起拔器上的第二环形卡扣从最外端插接套管的母接头内的环形卡扣槽中脱开，卸下最外端插接套管；

　　40.步骤7，重复上述步骤2至步骤6，依次将钻孔内需要起拔的插接套管从钻孔内拔出并逐根拆卸。

　　42.(ⅰ)本发明中防溜接头与插接套管之间以及相邻的插接套管之间均采用插接的连接方式，通过第一环形卡扣和环形卡扣槽配合连接，结构简单，性能可靠，并且使用方便快捷，可有效降低插接套管连接过程中的拧扣作业强度，通过设置在母接头上螺钉孔和外部螺钉配合，使得防溜接头与插接套管之间以及相邻的插接套管之间的拆卸操作简便，克服了螺纹连接式大直径套管因不具备夹持条件造成的拆卸难题，提高了插接套管下放和起拔的效率，解决了现有技术中螺纹连接式套管中存在的效率低下的问题。

　　43.(ⅱ)本发明中的防溜接头采用可伸缩的支腿，通过控制水压控制支腿的伸缩，对于大角度上仰孔中，能够有效的防止钻孔内插接套管下溜，保证了插接套管连接及下放过程中的安全，解决了现有技术中大角度仰孔中套管易下溜的技术问题。

　　44.(ⅲ)本发明的推送器和起拔器可配套现有煤矿井下各类钻机或者专用套管下放工具实施套管下放作业，能够满足不同类型钻孔的插接套管护孔施工需求。

　　58.图中各个标号的含义为：1-防溜接头，2-插接套管，3-推送器，4-起拔器；101-第一管体，102-防溜结构，103-压环，104-第一腔体，105-第二腔体，106-注水孔，107-注水接头，108-盖板，109-第一密封圈，1010-第二密封圈；

　　59.10101-矩形槽，10102-环槽，10103-导流槽，10104-过流孔，10105-盖板槽；

　　60.10201-支腿座，10202-支腿，10203-弹簧座，10204-弹簧，10205-凸台；

　　62.20201-第一环形卡扣，20202-卡缝，20203-应力分散孔；

　　65.401-第二连接体，402-外密封体，403-卡扣段，404-第二环形卡扣，405-第三密封圈。

　　67.需要说明的是，本发明中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。

　　68.以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

　　69.本发明给出了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管，如图1至11所示，包括防溜接头1和插接套管2，防溜接头1包括第一管体101，第一管体101的侧壁上沿周向均匀开设有多个矩形槽10101，每个矩形槽10101中均设置有防溜结构102，第一管体101的轴向后端面边缘周向开设有环槽10102，环槽10102中设置有压环103，环槽10102的轴向后端面与压环103的轴向前端面之间形成第一腔体104，第一管体101的轴向后端上设置有母接头，该母接头的外圆直径小于环槽10102的内圆直径；

　　70.防溜结构102包括支腿座10201、固定设置在支腿座10201上的支腿10202以及与支

　　腿10202同轴设置的弹簧座10203，弹簧座10203上设置有与支腿10202同轴的弹簧10204，支腿座10201的两侧设置有凸台10205，凸台10205与其所在的矩形槽10101的内壁形成第二腔体105；

　　71.环槽10102的内壁上设置有与每个矩形槽10101位置对应的导流槽10103，导流槽10103内开设有连通第一腔体104和第二腔体105的过流孔10104；压环103上开设有注水孔106，该注水孔与第一腔体104连通，注水孔106中安装有注水接头107；

　　72.矩形槽10101的开口处处绕其边缘一周设置有与矩形槽10101同轴的盖板槽10105，盖板槽10105上固定设置有盖板108，盖板108上开设有通孔，该通孔的直径大于支腿10202且小于弹簧10204的横截面直径；

　　73.插接套管2包括第二管体201和设置在第二管体201两端的公接头202和母接头203，公接头201的外壁成凸台设置，公接头202的外壁上沿轴向均匀设置有多个第一环形卡扣20201；公接头202的外壁上沿周向均匀设置有卡缝20202，每一条卡缝20202的末端均设置有应力分散孔20203；

　　74.母接头203内壁上设置有多个与公接头202外壁上的第一环形卡扣20201对应的环形卡扣槽20301，每一个环形卡扣槽20301之间设置有螺钉孔20302，螺钉孔20302与卡缝20202交错设置；

　　75.第一环形卡扣20201的外径与环形卡扣槽20301的内径相等，第一环形卡扣20201的外径与环形卡扣槽20301的轴向长度对应相等。

　　76.上述技术方案中，公接头202上沿周向均匀分布有多个卡缝20202，使得当螺钉20302通过螺钉孔20303进入母接头203时，由于螺钉20303的挤压，公接头202受到径向上由外向内压力，公接头202的各分支共同向内压缩，从而使得第一环形卡扣20201能够从环形卡扣槽20301中脱开。

　　77.支腿座10201上的凸台10205并未固定在矩形槽中，当外部的高压水流由第一腔体104经过流孔10104进入第二腔体105时，再水压的作用下，支腿座10201沿径向向外移动，使得bwin必赢(中国)在线登录入口支腿10202伸出盖板108的通孔并支撑在孔壁上，此时弹簧10204被压缩；而当外部的高压水流泄压后，在弹簧10204的作用下支腿座10201沿径向向内移动，进而带动支腿10201收回至盖板108的内部。

　　78.防溜接头1与插接套管2之间以及相邻的插接套管2之间均采用插接的连接方式，通过第一环形卡扣20201和环形卡扣槽20301配合连接，结构简单，性能可靠，并且使用方便快捷，可有效降低插接套管2连接过程中的拧扣作业强度，通过设置在母接头203上螺钉孔20302和外部螺钉20303配合，使得防溜接头1与插接套管2之间以及相邻的插接套管2之间的拆卸操作简便，克服了螺纹连接式大直径套管因不具备夹持条件造成的拆卸难题，提高了插接套管2下放和起拔的效率，解决了现有技术中螺纹连接式套管中存在的效率低下的技术问题。

　　79.此外，防溜接头1采用可伸缩的支腿10202，通过控制水压控制支腿10202的伸缩，对于大角度上仰孔中，能够有效的防止钻孔内插接套管2下溜，保证了插接套管2连接及下放过程中的安全，解决了现有技术中大角度仰孔中套管易下溜的技术问题。

　　80.具体的，注水接头107与外部静压水或水泵相连，保证了支腿能够伸出盖板并支撑在孔壁上。

　　81.具体的压环103与环槽10102的内壁、母接头的外壁之间分别设置有第一密封圈109，保证了第一腔体密封性。

　　82.具体的，盖板108通过螺钉固定设置在盖板槽10105上，简单方便。

　　83.具体的，公接头202的外壁上设置有第二密封圈1010，增设第二密封圈1010，保证插接套管连接部位的密封性能，进而在需要时保证的带压注浆固管效果。

　　84.具体的，应力分散孔20203的直径大于卡缝20202的宽度，应力分散孔用于消除卡缝的应力集中。

　　85.本发明给出了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔工装，如图12至13所示，包括推送器3和起拔器4，推送器3包括沿轴向依次相连的第一连接体301、外接插体302和导向体303，导向体303的外径与公接头202上的第一环形卡扣20201的直径相等；导向体303与公接头202上的第一环形卡扣20201的轴向长度相等；

　　86.起拔器4包括依次相连的第二连接体401、外密封体402和卡扣段403，卡扣段403上沿轴向均匀设置有多个第二环形卡扣404，第二环形卡扣404的尺寸与第一环形卡扣20201的尺寸相同。

　　87.上述技术方案中，推送器和起拔器可配套现有煤矿井下各类钻机或者专用套管下放工具实施套管下放作业，能够满足不同类型钻孔的插接套管护孔施工需求。

　　88.具体的，第一连接体301和第二连接体401与外部的钻机的钻杆均为螺纹连接，操作简单。

　　89.具体的，外密封体402上设置有多个第三密封圈405，保证了推送器与母接头之间的密封。

　　90.本发明给出了一种煤矿井下大直径防溜插接密封套管的护孔方法，包括插接套管下放方法和插接套管起拔方法，具体包括以下步骤：

　　92.步骤一，在钻孔孔口将防溜接头1与第一根插接套管2连接，并在防溜接头1的注水接头107上连接静压水或水泵的软管；

　　93.步骤二，将连接好的防溜接头1及第一根插接套管2置于钻孔内，并确保第一根插接套管2的母接头203外露30～50cm；

　　94.步骤三，将静压水或水泵打开，水流沿着软管进入防溜接头1的第一腔体104，并通过过流孔10104流至第二腔体105，进而推动支腿10202伸出，并支撑在孔壁上；

　　95.步骤四，将第二根插接套管2的公接头202插入第一根插接套管2的母接头203内，使第二根插接套管2上第一环形卡扣20201完全卡入第一根插接套管2的环形卡扣槽20301内，在第一根插接套管2的母接头203上的螺钉孔20302内装入对应规格的螺钉20303；

　　96.步骤五，将推送器3的第一连接体301安装在钻机的钻杆前端，并通过钻杆将推送器3的导向体303和外插接体302分别插入第二根插接套管2的母接头203内；

　　97.步骤六，将软管内水流卸压，支腿10201在弹簧10204作用下沿径向向里移动，并收入至矩形槽10101内，使用钻机推动钻杆带动推送器3将第二根插接套管2推入钻孔内，使第二根插接套管2的母接头203外露30～50cm，执行步骤三将防溜接头2的支腿10202伸出，将钻孔内连接后的插接套管2固定在孔壁上；

　　98.步骤七，回撤钻杆与推送器3，使推送器3前端留够第三根插接套管2下放距离；重

　　100.步骤1，首先执行套管下放方法中的步骤三将防溜接头1的支腿10202伸出，将起拔器4的第二连接体401安装在钻机的钻杆前端；

　　101.步骤2，通过钻杆将起拔器4推送至钻孔孔口与待起拔插接套管2连接，使起拔器4第二环形卡扣404卡入待起拔插接套管2的母接头203的环形卡扣槽20301内；

　　102.步骤3，将软管内水流卸压，支腿10202在弹簧10204作用下收入至矩形槽10101内，使用钻机回撤钻杆带动起拔器4将最外端插接套管2从钻孔完全拔出，并确保次外端插接套管2的母接头203外露30～50cm；

　　103.步骤4，执行套管下放方法中的步骤三将防溜接头1的支腿10202伸出并支撑在孔壁上；

　　104.步骤5，在次外端插接套管2的母接头203上螺钉孔20302中旋入螺钉20303，使最外端插接套管2的公接头202上的第一环形卡扣20201从次外端插接套管2的母接头203内的环形卡扣槽20301中脱开，起拔钻杆，通过起拔器4使最外端插接套管2的公接头202自次外端插接套管2的母接头203中拔出；

　　105.步骤6，在最外端插接套管2的母接头203上的螺钉孔20302中旋入螺钉20303，使起拔器4上的第二环形卡扣404从最外端插接套管2的母接头203内的环形卡扣槽20301中脱开，卸下最外端插接套管2；

　　106.步骤7，重复上述步骤2至步骤6，依次将钻孔内需要起拔的插接套管2从钻孔内拔出并逐根拆卸。

　　技术研发人员：杨旭 刘建林 马强 赵建国 张宏杰 杨冬冬 王磊 王四一

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