本发明涉及煤矿开采，尤其涉及一种用于复杂煤层定向井钻井的装置及方法。
背景技术：
1、为确保煤矿工作面的合理布置，查明主采煤层可采边界，在开采作业前需要对拟布置工作面范围内煤厚赋存情况进行勘探，而定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法，定向井施工的效果直接影响煤矿勘探和后期开采作业，尤其是复杂煤层的定向井施工则更需要钻井设备进行辅助。
2、在复杂煤层进行定向井施工作业时，由于煤层地质的特殊，在钻探时会出现钻头外部粘附结团的情况，造成钻头的施工压力增加，影响定向井的成型效果，同时增加钻头的损坏率。
技术实现思路
1、本发明公开一种用于复杂煤层定向井钻井的装置及方法，旨在解决背景技术中的钻头外部粘附结团造成施工压力增加，影响定向井的成型效果，增加钻头损坏率的技术问题。
2、本发明提出的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，包括钻头本体和钻杆，所述钻头本体包括杆径、承座和杆头，杆径与承座之间固定连接，承座位于杆径上远离钻杆的一端，承座与杆头之间固定连接，承座位于杆头上远离杆径的一端，杆头上设置有三个钻块，且钻头本体的内部设置有多位式清洁组件，所述多位式清洁组件包括喷座，杆头的中部开设有圆形凹槽，喷座位于杆头的圆形凹槽内部活动连接，且喷座上设置有三个圆周等距的喷头，喷座的内部开设有三个圆周等距的斜置喷水管，三个喷头分别与三个喷水管连通。
3、通过设置有钻头本体、钻杆、杆径、承座、杆头、钻块和多位式清洁组件，采用可调节式钻块在复杂煤层进行定向井的钻探作业，当钻头处出现粘附情况时能够及时调整钻块位置，利用多位式清洁组件对钻块进行喷射清理，避免钻头出现粘附堆积后造成工作压力增大，影响定向井的钻探作业进程，同时起到提高钻头使用寿命的效果。
4、在一个优选的方案中，所述喷座上固定连接有前喷管，前喷管位于杆头的内部，前喷管上远离喷座的一端活动连接有固位旋管，前喷管的外部固定连接有前承片，固位旋管的外部固定连接有后承片，前喷管的外部套接有复位弹簧，复位弹簧的两端分别与前承片和后承片之间固定连接，且承座和杆头之间开设有固位槽，固位旋管的外部固定连接有旋管刹片，旋管刹片位于固位槽的内部活动连接，固位槽的内部设置有活位管，活位管位于杆径的内部活动连接，固位旋管上远离前喷管的一端位于活位管的内部活动连接，活位管上靠近固位旋管的一端固定连接有活位抵片，活位抵片位于固位槽的内部，活位抵片与旋管刹片相邻。
5、通过设置有多位式清洁组件，多位式清洁组件利用高压水流实现钻块的冲洗操作，去除钻块上的粘附物，多位式清洁组件具备两种冲洗状态，针对式清洗时，喷头处于固定状态，能够实现三个钻块的强力冲洗，有效的去除粘附在钻块上的粘附物，全方位清洗时，喷头处于旋转喷射的状态，能够实现钻块的全方位冲洗，避免钻块之间的粘附物连接，进一步提高钻块的清洗效果。
6、在一个优选的方案中，所述杆径的内部开设有活位槽，活位管的外部固定连接有活位片，活位片位于活位槽内，且杆径的内部设置有内置调节组件；所述内置调节组件包括调节式气囊和内循式气囊，杆径的内部开设有调节囊腔和内循囊腔，调节囊腔与活位槽相邻，内循囊腔位于杆径内远离承座的一侧，调节式气囊和内循式气囊分别位于调节囊腔和内循囊腔的内部，且杆径的内部开设有安装腔，安装腔位于调节囊腔和内循囊腔之间，安装腔的内部固定连接有内置气流泵，内置气流泵上开设有两个气流口，两个气流口分别与调节式气囊和内循式气囊之间固定连接有输气软管。
7、通过设置有内置调节组件，内置调节组件采用杆径内的两个气囊进行循环式的气体交换，利用气囊充气膨胀的效果来实现活位管的推移，采用循环气囊的方式能够实现超远程操作，保证了深度钻井过程中的调节需求，调节方式稳定且具备较大的缓冲性，避免出现调节过度造成活位管偏移幅度过大或过度压持出现损伤的情况。
8、在一个优选的方案中，所述杆头上开设有三个圆周等距的安装槽，三个钻块分别位于三个安装槽的内部，且三个钻块均包括凸起和尾板，凸起位于杆头的外部，尾板位于杆头的内部；三个所述钻块上均开设有圆孔，圆孔的内部均固定连接有翻转轴，翻转轴的两端分别与杆头的内壁活动连接，翻转轴的外部均设置有两个卷簧，两个卷簧分别位于杆头的两侧呈对称分布，且承座的内部开设有限位腔，限位腔的内部活动连接有限位环，限位环上靠近杆头的一侧固定连接有三个圆周等距的限位凸台，三个限位凸台分别位于三个钻块的下方，三个限位凸台分别与三个尾板接触，杆径上开设有两个对称的安装孔，两个安装孔的内部均固定连接有液压缸，液压缸的伸缩端均穿过承座与限位环之间固定连接。
9、通过设置有钻块、翻转轴、卷簧、限位环和液压缸，三个钻块可调节，在钻探作业时，三个钻块外扩满足钻井需求，清洗时，三个钻块相互靠拢，便于多位式清洁组件的清洗操作；三个钻块在收拢时，由于受到卷簧的弹力作用，三个钻块处于非完全固定状态，在多位式清洁组件的冲洗下，三个钻块能够发生晃动，加速表面粘附物的脱离，进一步提高清洁效果。
10、在一个优选的方案中，所述杆径上远离杆头的一端固定连接有连接座，杆径的内部设置有内接管，内接管的前端位于活位管的内部活动连接，内接管的末端位于连接座内，内接管的末端开设有套头，且钻杆与连接座相邻，钻杆的内部开设有输水管，钻杆上靠近连接座的一端设置有插管，插管与输水管连通，插管与套头之间活动连接。
11、在一个优选的方案中，所述钻头本体和钻杆之间设置有锁位安装组件；所述锁位安装组件包括锁位旋套，锁位旋套的外部开设有多个圆周等距的外附槽，钻杆上开设有环形内纳槽，环形内纳槽位于输水管的外部，锁位旋套位于环形内纳槽内，且连接座上开设有前置螺纹头，钻杆上靠近插管的一端开设有后置螺纹头，锁位旋套与前置螺纹头和后置螺纹头之间均通过内壁螺纹转动连接，连接座和钻杆上均开设有多个锁位槽，多个锁位槽呈圆周等距分布，连接座和钻杆上的锁位槽之间均设置有同一个锁位杆，锁位杆与连接座和钻杆之间均设置有锁位螺栓，多个锁位杆分别位于锁位旋套的多个外附槽内。
12、通过设置有锁位安装组件，锁位安装组件利用锁位旋套实现钻头本体和钻杆之间的初步连接固定，再利用多个锁位杆将钻头本体、钻杆和锁位旋套进行卡位固定，有效避免了锁位旋套的偏移，实现钻头本体和钻杆之间的完全固定。
13、一种用于复杂煤层定向井钻井方法，使用如上述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，包括如下步骤：
14、步骤一、利用锁位安装组件将钻头本体安装在钻杆上；
15、步骤二、钻井作业时，钻杆带动钻头本体进行定向井钻探；
16、步骤三、持续钻井一段时间后，钻杆暂歇作业，调节三个钻块的位置，多位式清洁组件先进行钻块的针对性清洁，再进行钻块的全方位清洁；
17、步骤四、完成清洁后，恢复定向井的钻探。
18、由上可知，本发明提供的一种用于复杂煤层定向井钻井装置具有采用可调节式钻块在复杂煤层进行定向井的钻探作业，当钻头处出现粘附情况时能够及时调整钻块位置，利用多位式清洁组件对钻块进行喷射清理，避免钻头出现粘附堆积后造成工作压力增大，影响定向井的钻探作业进程，同时起到提高钻头使用寿命的效果。
1.一种用于复杂煤层定向井钻井装置，包括钻头本体（1）和钻杆（2），其特征在于，所述钻头本体（1）包括杆径（3）、承座（4）和杆头（5），杆径（3）与承座（4）之间固定连接，承座（4）位于杆径（3）上远离钻杆（2）的一端，承座（4）与杆头（5）之间固定连接，承座（4）位于杆头（5）上远离杆径（3）的一端，杆头（5）上设置有三个钻块（6），且钻头本体（1）的内部设置有多位式清洁组件（7），所述多位式清洁组件（7）包括喷座（701），杆头（5）的中部开设有圆形凹槽，喷座（701）位于杆头（5）的圆形凹槽内部活动连接，且喷座（701）上设置有三个圆周等距的喷头（702），喷座（701）的内部开设有三个圆周等距的斜置喷水管，三个喷头（702）分别与三个喷水管连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述喷座（701）上固定连接有前喷管（703），前喷管（703）位于杆头（5）的内部，前喷管（703）上远离喷座（701）的一端活动连接有固位旋管（704），前喷管（703）的外部固定连接有前承片（705），固位旋管（704）的外部固定连接有后承片（706），前喷管（703）的外部套接有复位弹簧（707），复位弹簧（707）的两端分别与前承片（705）和后承片（706）之间固定连接，且承座（4）和杆头（5）之间开设有固位槽（708），固位旋管（704）的外部固定连接有旋管刹片（710），旋管刹片（710）位于固位槽（708）的内部活动连接，固位槽（708）的内部设置有活位管（709），活位管（709）位于杆径（3）的内部活动连接，固位旋管（704）上远离前喷管（703）的一端位于活位管（709）的内部活动连接，活位管（709）上靠近固位旋管（704）的一端固定连接有活位抵片（711），活位抵片（711）位于固位槽（708）的内部，活位抵片（711）与旋管刹片（710）相邻。
3.根据权利要求2所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述杆径（3）的内部开设有活位槽（8），活位管（709）的外部固定连接有活位片（9），活位片（9）位于活位槽（8）内，且杆径（3）的内部设置有内置调节组件（10）。
4.根据权利要求3所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述内置调节组件（10）包括调节式气囊（1001）和内循式气囊（1002），杆径（3）的内部开设有调节囊腔（1003）和内循囊腔（1004），调节囊腔（1003）与活位槽（8）相邻，内循囊腔（1004）位于杆径（3）内远离承座（4）的一侧，调节式气囊（1001）和内循式气囊（1002）分别位于调节囊腔（1003）和内循囊腔（1004）的内部，且杆径（3）的内部开设有安装腔，安装腔位于调节囊腔（1003）和内循囊腔（1004）之间，安装腔的内部固定连接有内置气流泵（1005），内置气流泵（1005）上开设有两个气流口，两个气流口分别与调节式气囊（1001）和内循式气囊（1002）之间固定连接有输气软管（1006）。
5.根据权利要求4所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述杆头（5）上开设有三个圆周等距的安装槽，三个钻块（6）分别位于三个安装槽的内部，且三个钻块（6）均包括凸起（601）和尾板（602），凸起（601）位于杆头（5）的外部，尾板（602）位于杆头（5）的内部。
6.根据权利要求5所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，三个所述钻块（6）上均开设有圆孔，圆孔的内部均固定连接有翻转轴（11），翻转轴（11）的两端分别与杆头（5）的内壁活动连接，翻转轴（11）的外部均设置有两个卷簧（12），两个卷簧（12）分别位于杆头（5）的两侧呈对称分布，且承座（4）的内部开设有限位腔（13），限位腔（13）的内部活动连接有限位环（14），限位环（14）上靠近杆头（5）的一侧固定连接有三个圆周等距的限位凸台（15），三个限位凸台（15）分别位于三个钻块（6）的下方，三个限位凸台（15）分别与三个尾板（602）接触，杆径（3）上开设有两个对称的安装孔，两个安装孔的内部均固定连接有液压缸（16），液压缸（16）的伸缩端均穿过承座（4）与限位环（14）之间固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述杆径（3）上远离杆头（5）的一端固定连接有连接座（17），杆径（3）的内部设置有内接管（18），内接管（18）的前端位于活位管（709）的内部活动连接，内接管（18）的末端位于连接座（17）内，内接管（18）的末端开设有套头（19），且钻杆（2）与连接座（17）相邻，钻杆（2）的内部开设有输水管（20），钻杆（2）上靠近连接座（17）的一端设置有插管（21），插管（21）与输水管（20）连通，插管（21）与套头（19）之间活动连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述钻头本体（1）和钻杆（2）之间设置有锁位安装组件（22）。
9.根据权利要求8所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，所述锁位安装组件（22）包括锁位旋套（2201），锁位旋套（2201）的外部开设有多个圆周等距的外附槽（2202），钻杆（2）上开设有环形内纳槽（2203），环形内纳槽（2203）位于输水管（20）的外部，锁位旋套（2201）位于环形内纳槽（2203）内，且连接座（17）上开设有前置螺纹头（2204），钻杆（2）上靠近插管（21）的一端开设有后置螺纹头（2205），锁位旋套（2201）与前置螺纹头（2204）和后置螺纹头（2205）之间均通过内壁螺纹转动连接，连接座（17）和钻杆（2）上均开设有多个锁位槽（2206），多个锁位槽（2206）呈圆周等距分布，连接座（17）和钻杆（2）上的锁位槽（2206）之间均设置有同一个锁位杆（2207），锁位杆（2207）与连接座（17）和钻杆（2）之间均设置有锁位螺栓（2208），多个锁位杆（2207）分别位于锁位旋套（2201）的多个外附槽（2202）内。
10.一种用于复杂煤层定向井钻井方法，使用如权利要求9所述的一种用于复杂煤层定向井钻井装置，其特征在于，包括如下步骤：
