一种瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统及修复方法
阅读说明：本技术 一种瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统及修复方法 (Gas extraction drilling fault-breaking deformation area repairing system and repairing method ) 是由 刘应科 李健 周福宝 凌意瀚 蒋名军 戴宇航 于 2021-01-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统及修复方法,瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统包括井孔修复部分和地面控制部分；井孔修复部分包括高压输运管、定位囊袋和水力切割修复装置,水力切割修复装置设置在高压输运管的底端,包括罩壳和安装在罩壳内部的球型喷头,球型喷头可实现围绕其球心的沿水平轴线的摆动和沿竖直轴线的回转。本发明采用对瓦斯抽采钻井错断变形区域的需切除端面和井壁进行水力切割,水力切割过程中可通过控制球型喷头回转驱动电机实现喷嘴的弧形切割轨迹,需切除的端面和井壁被切除后,瓦斯抽采钻井错断变形区域的错断井孔即通过水力切割面形成的倾斜过渡通道实现连通,能够实现恢复瓦斯抽采钻井的抽采能力。(The invention discloses a gas extraction drilling fault-breaking deformation area repairing system and a repairing method, wherein the gas extraction drilling fault-breaking deformation area repairing system comprises a well hole repairing part and a ground control part; the well hole repairing part comprises a high-pressure conveying pipe, a positioning bag and a hydraulic cutting repairing device, wherein the hydraulic cutting repairing device is arranged at the bottom end of the high-pressure conveying pipe and comprises a housing and a spherical nozzle arranged in the housing, and the spherical nozzle can swing around the spherical center of the spherical nozzle along a horizontal axis and rotate along a vertical axis. The invention carries out hydraulic cutting on the end face to be cut and the well wall of the fractured and deformed area of the gas extraction well, the arc-shaped cutting track of the nozzle can be realized by controlling the spherical sprayer to rotate and drive the motor in the hydraulic cutting process, after the end face to be cut and the well wall are cut, the fractured well bore of the fractured and deformed area of the gas extraction well is communicated through the inclined transition channel formed by the hydraulic cutting surface, and the extraction capability of the gas extraction well can be recovered.)
技术领域
本发明涉及一种钻井修复系统及修复方法，具体是一种适用于对瓦斯抽采钻井错断变形区域进行修复的修复系统及修复方法，属于煤矿瓦斯灾害防治与高效开发技术领域。
背景技术
煤层瓦斯在煤炭开采过程中会释放到采掘空间中而导致瓦斯超限，从而给矿井生产带来危险隐患、严重制约煤矿的安全生产。瓦斯抽采是矿井瓦斯灾害防治的根本措施，目前煤层瓦斯的开采方法主要有两种：一是通过地面钻井进行负压抽采，二是通过井下钻孔进行负压抽采。其中地面钻井进行负压抽采的方式基本都是从地面开孔并竖直向下钻孔施工井身，至煤层上方10～30m的位置停钻，井身深度一般都超过300m，然后在钻井井身内设置套管以加固井身、并作为瓦斯从井下流通至地面的唯一流通通道，一般而言，为了降低施工难度，钻井施工均是在采煤工作面回采前完成，地面钻井进行负压抽采的方式具有抽采瓦斯流量大、浓度高，对井下采空区瓦斯涌出控制效果好，且不受井下生产开拓布局影响的优点，广泛应用于各大煤矿。
当井下采煤工作面推进经过瓦斯抽采钻井下方的煤层后，采场上覆岩层垮落、下沉，在竖向方向上形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，利用采场上覆岩层运动形成的裂隙通道网络，地面瓦斯抽采钻井可以实现大流量、高浓度的卸压瓦斯抽采。然而，采场上覆岩层运动也会对钻井井身产生剪切、挤压、拉伸等作用力，极易造成井身套管发生剪切、挤压等变形。一旦井身套管发生变形，则抽采的瓦斯气流会在套管变形区域产生较大的局部阻力，从而加大抽采泵的抽采负压、降低抽采流量，进而导致瓦斯抽采能力大幅度降低。数据统计表明，剪切变形是井身套管变形发生概率最大的变形形式，也是导致抽采负压上升、影响瓦斯抽采效果的主要变形形式。若相邻岩层的相对移动量较大，则会导致井身套管剪切变形量增大，甚至会完全破断堵塞瓦斯流动通道、导致瓦斯抽采钻井完全失去抽采能力。
在钻井抽采卸压瓦斯的实际工程应用中，一旦出现因井身套管变形破断导致的流量大幅度下降甚至失去抽采能力后，往往是放弃该瓦斯抽采钻井、将该瓦斯抽采钻井作为废井处理，由于瓦斯抽采钻井施工通常是在采煤工作面回采前完成，因此不仅不能发挥钻井抽采以降低井下瓦斯涌出量的作用，而且造成巨大的经济损失。因此，修复已变形破断的瓦斯抽采钻井的井身错断变形区域，使已变形破断的瓦斯抽采钻井恢复抽采能力，具有显著的经济效益和社会意义。
现有技术中，针对竖直钻井的井身进行修复多见于石油和天然气的开采，由于石油和天然气的开采通常采取向油田注水或注气以补充和合理利用地层能量、提高采收率及开发速度，且石油和天然气开采过程中通常在将含油气岩层压裂处理后高压压入含有陶粒砂的压裂支撑剂进行填充支撑、以使含油气岩层裂隙不因应力释放而闭合，因此石油和天然气的开采不会造成油田上方的上覆岩层垮落下沉，常规的地壳运动通常只会造成生产井井身套管的轻微挤压缩径变形、而不会造成如煤矿瓦斯抽采钻井的大变形剪切破断。因此针对石油和天然气开采的生产井的井身修复多是采用液压控制的滚轮或膨胀机构等修复设备对缩径变形套管进行挤压、使其恢复圆度的方式来进行整形修复，然而针对已剪切破断、甚至完全错位破断的井孔，一方面修复设备不便于进入破断区域，另一方面，即使修复设备进入破断区域，但这种通过扩径整形的修复方式也无法完成错位破断井孔的修复。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统及修复方法，能够对已变形的瓦斯抽采钻井的井身错断变形区域进行修复，使已变形破断的瓦斯抽采钻井恢复抽采能力，特别适用于瓦斯抽采钻井井孔修复。
为实现上述目的，本瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统包括井孔修复部分和地面控制部分；
所述的井孔修复部分包括高压输运管、定位囊袋和水力切割修复装置；
环形密闭囊结构的定位囊袋套接并固定安装在高压输运管的管体上，定位囊袋的底端设有电控排水阀；
水力切割修复装置设置在高压输运管的底端，包括罩壳和球型喷头，罩壳固定安装在高压输运管的底端，在罩壳的内部固定设有与球型喷头球面配合的弧形卡接结构，罩壳的底端设有与高压输运管同轴设置的圆形通孔，球型喷头的顶部和底部分别通过罩壳的弧形卡接结构和圆形通孔卡接安装在罩壳内部、且球型喷头的球心定位在高压输运管的轴心上，凸出于罩壳圆形通孔的球型喷头底部区域设有喷射方向沿球型喷头径向方向设置的喷嘴，球型喷头的顶部中央位置设有穿入球型喷头内部、且与喷嘴连通设置的喷头内腔，喷头内腔的顶端通过高压软管与高压输运管连通连接；球型喷头的上半球体外表面上设有沿其径向方向凸出设置的啮合齿结构Ⅰ，啮合齿结构Ⅰ的啮合齿沿球型喷头的上半球体外表面自上而下按模数均布间隔设置、且每个啮合齿均围绕上半球体的轴心线呈封闭的圆环状，罩壳的内部对应啮合齿结构Ⅰ的位置滚动配合架设安装有与啮合齿结构Ⅰ啮合连接的球型喷头摆动控制齿轮、且球型喷头摆动控制齿轮通过传动机构与设置在罩壳上的球型喷头摆动驱动电机传动连接；球型喷头的下半球体外表面上设有沿其径向方向凸出设置的啮合齿结构Ⅱ，啮合齿结构Ⅱ的啮合齿沿球型喷头的下半球体外表面的水平周向方向按模数均布间隔设置，啮合齿结构Ⅱ整体呈首尾对接的环形齿条结构、且每个啮合齿的齿顶面均是与下半球体外表面弧度一致的弧形齿面结构，罩壳的内部对应啮合齿结构Ⅱ的位置滚动配合架设安装有与啮合齿结构Ⅱ啮合连接的球型喷头回转控制齿轮、且球型喷头回转控制齿轮通过传动机构与设置在罩壳上的球型喷头回转驱动电机传动连接；
所述的地面控制部分包括井盖、水射流高压泵站、注水泵站和集中电控单元；高压输运管的顶部通过井盖架设安装在瓦斯抽采钻井的井口位置、且高压输运管的顶端通过高压输入管和高压输入电控阀门与水射流高压泵站的输出端密闭安装连接；定位囊袋的顶部通过输水软管和注水电控阀门与注水泵站的输出端密闭安装连接；集中电控单元包括中央控制计算机、高压水射流控制回路、囊袋注排水控制回路和水力切割修复装置控制回路，中央控制计算机分别与高压输运管的高压输入电控阀门、输水软管的注水电控阀门、定位囊袋的电控排水阀、球型喷头摆动驱动电机、球型喷头回转驱动电机电连接。
作为本发明的进一步改进方案，球型喷头的顶部还设有可使球型喷头整体沿经过球心的竖向轴线自由回转的平面回转轴承，喷头内腔的顶端通过与平面回转轴承安装连接的硬管端与高压软管连通连接、且喷头内腔顶端与硬管端密闭安装连接，球型喷头回转驱动电机通过球型喷头回转控制齿轮驱动球型喷头整体沿经过球心的竖向轴线回转时，喷头内腔的顶端相对于硬管端回转；球型喷头的顶部还固定设有配合架设在弧形卡接结构上的摆动导向轴，球型喷头摆动驱动电机通过球型喷头摆动控制齿轮驱动球型喷头整体沿经过球心的横向轴线摆动时，摆动导向轴沿弧形卡接结构的走向跟随球型喷头摆动，且球型喷头回转驱动电机通过球型喷头回转控制齿轮驱动球型喷头整体沿经过球心的竖向轴线回转时，摆动导向轴不跟随球型喷头回转。
作为本发明的进一步改进方案，水力切割修复装置上还设有视频探头，视频探头通过探头连接架安装在罩壳上，集中电控单元还包括视频探测控制回路，中央控制计算机与视频探头电连接。
作为本发明的进一步改进方案，罩壳的底部周向方向上设有整体呈圆形的环形导轨，探头连接架通过与环形导轨配合设置的导向轮安装在环形导轨上、且导向轮上设有导向轮驱动电机，集中电控单元的中央控制计算机与导向轮驱动电机电连接。
作为本发明的进一步改进方案，罩壳是底端为球面结构的柱型体，或者罩壳整体是球型结构。
作为本发明的进一步改进方案，球型喷头摆动驱动电机和球型喷头回转驱动电机均采用竖向安装的方式安装在罩壳内部，球型喷头回转驱动电机竖直设置的动力输出轴通过水平设置的球型喷头回转控制齿轮与啮合齿结构Ⅱ啮合传动连接，球型喷头摆动驱动电机竖直设置的动力输出轴通过水平设置的摆动驱动伞齿盘Ⅰ与竖直设置的摆动驱动伞齿盘Ⅱ啮合传动连接、且摆动驱动伞齿盘Ⅱ与球型喷头摆动控制齿轮同轴固定连接。
作为本发明的进一步改进方案，高压输运管是包括软管部分和硬管部分的结构，硬管部分位于高压输运管的底端、且定位囊袋安装在高压输运管的硬管部分上。
一种瓦斯抽采钻井错断变形区域修复方法，具体包括以下步骤：
a.修复准备：首先确定错断变形区域的深度以及需切除端面和井壁的具体切割高度和切割方位角，在高压输运管的管体上安装定位囊袋、在高压输运管的底端安装水力切割修复装置后，向瓦斯抽采钻井中下入高压输运管、并根据需切除端面和井壁的具体切割高度使水力切割修复装置位于错断变形区域内的设定位置，通过井盖将高压输运管的顶部定位后，连接各个水路管路和电路；
b.水力切割修复：启动注水泵站，中央控制计算机控制打开输水软管的注水电控阀门、关闭定位囊袋的电控排水阀，控制注水泵站向定位囊袋中注入压力水使定位囊袋撑起后对高压输运管进行定位，同时中央控制计算机根据需切除端面和井壁的切割方位角控制球型喷头摆动驱动电机和/或球型喷头回转驱动电机动作使球型喷头整体围绕其球心沿水平轴线的摆动和/或沿竖直轴线的回转，当球型喷头底部的喷嘴的喷射方向对应需切除的端面和井壁后，启动水射流高压泵站，中央控制计算机控制打开高压输运管的高压输入电控阀门，控制高压水经高压输运管、高压软管和喷头内腔自喷嘴喷出对需切除的端面和井壁进行水力切割，水力切割过程中通过控制球型喷头回转驱动电机实现喷嘴的弧形切割轨迹；
c.设备回收：需切除的端面和井壁被切除后，关闭注水泵站和水射流高压泵站，中央控制计算机控制关闭输水软管的注水电控阀门和高压输运管的高压输入电控阀门、打开定位囊袋的电控排水阀，待定位囊袋内的水排出后，回收高压输运管上井。
作为本发明的进一步改进方案，步骤a中确定错断变形区域的深度以及需切除端面和井壁的具体切割高度和切割方位角的方式，是向瓦斯抽采钻井内下入瓦斯抽采钻井错断变形区域视频探测装置，根据瓦斯抽采钻井错断变形区域视频探测装置反馈的图像数据通过集中电控单元的中央控制计算机进行计算机建模，构建瓦斯抽采钻井错断变形区域数学模型，确定错断变形区域的深度以及需切除端面和井壁的具体切割高度和切割方位角。
作为本发明的进一步改进方案，步骤a中确定错断变形区域的深度以及需切除端面和井壁的具体切割高度和切割方位角的方式，是在向瓦斯抽采钻井中下入高压输运管的同时，视频探头获得的图像反馈给中央控制计算机，中央控制计算机根据反馈的图像数据进行现场获知错断变形区域的深度和计算机建模；
步骤b中，操作人员在地面根据视频探头的反馈通过中央控制计算机控制球型喷头摆动驱动电机和/或球型喷头回转驱动电机动作调整喷嘴的喷射角度。
与现有技术相比，本瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统根据视频探测反馈的图像数据通过集中电控单元的中央控制计算机进行计算机建模、构建瓦斯抽采钻井错断变形区域数学模型，确定错断变形区域的深度以及需切除端面和井壁的具体切割高度和切割方位角后，向瓦斯抽采钻井内下入安装有定位囊袋和水力切割修复装置的高压输运管，水力切割修复装置位于错断变形区域内的设定位置后，通过向定位囊袋中注入压力水使定位囊袋撑起后对高压输运管进行定位，同时中央控制计算机根据需切除端面和井壁的切割方位角控制球型喷头摆动驱动电机和/或球型喷头回转驱动电机动作使球型喷头整体沿其球心摆动和/或回转调整喷嘴的喷射角度，然后启动水射流高压泵站对需切除的端面和井壁进行水力切割，水力切割过程中可通过控制球型喷头回转驱动电机实现喷嘴的弧形切割轨迹，需切除的端面和井壁被切除后，瓦斯抽采钻井错断变形区域的错断井孔即通过水力切割面形成的倾斜过渡通道实现错断变形段的连通，能够实现使已变形破断的瓦斯抽采钻井恢复抽采能力，特别适用于瓦斯抽采钻井井孔修复。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的局部放大视图；
图3是本发明水力切割修复装置的罩壳结构示意图；
图4是本发明视频探头的安装结构示意图；
图5是本发明球型喷头安装在罩壳内的剖视结构示意图；
图6是本发明球型喷头摆动控制齿轮的安装结构示意图。
图中：1、水射流高压泵站；2、高压输入管；3、集中电控单元；4、注水泵站；5、输水软管；6、井盖；7、高压输运管；8、定位囊袋；9、高压软管；10、罩壳；11、球型喷头回转驱动电机；12、球型喷头摆动驱动电机；13、球型喷头回转控制齿轮；14、摆动驱动伞齿盘Ⅰ；15、摆动驱动伞齿盘Ⅱ；16、球型喷头摆动控制齿轮；17、球型喷头；18、摆动导向轴；19、平面回转轴承；20、涡卷弹簧装置；21、固定扣；22、导向轮驱动电机；23、视频探头；24、环形导轨；25、喷头内腔；26、探头连接架；27、弧形卡接结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统包括井孔修复部分和地面控制部分。
所述的井孔修复部分包括高压输运管7、定位囊袋8和水力切割修复装置；
环形密闭囊结构的定位囊袋8套接并固定安装在高压输运管7的管体上，定位囊袋8的底端设有电控排水阀；
如图2所示，水力切割修复装置设置在高压输运管7的底端，包括罩壳10和球型喷头17，罩壳10固定安装在高压输运管7的底端，如图3所示，在罩壳10的内部固定设有与球型喷头17球面配合的弧形卡接结构27，弧形卡接结构27可以是弧形卡板结构、也可以是弧形卡槽结构，罩壳10的底端设有与高压输运管7同轴设置的圆形通孔，如图2所示，球型喷头17的顶部和底部分别通过罩壳10的弧形卡接结构27和圆形通孔卡接安装在罩壳10内部、且球型喷头17的球心定位在高压输运管7的轴心上，凸出于罩壳10圆形通孔的球型喷头17底部区域设有喷射方向沿球型喷头17径向方向设置的喷嘴，如图5所示，球型喷头17的顶部中央位置设有竖直穿入球型喷头17内部、且与喷嘴连通设置的喷头内腔25，喷头内腔25的顶端通过高压软管9与高压输运管7密闭连通连接；球型喷头17的上半球体外表面上设有沿其径向方向凸出设置的啮合齿结构Ⅰ，啮合齿结构Ⅰ的啮合齿沿球型喷头17的上半球体外表面自上而下按模数均布间隔设置、且每个啮合齿均围绕上半球体的轴心线呈封闭的圆环状，罩壳10的内部对应啮合齿结构Ⅰ的位置滚动配合架设安装有与啮合齿结构Ⅰ啮合连接的球型喷头摆动控制齿轮16、且球型喷头摆动控制齿轮16通过传动机构与设置在罩壳10上的球型喷头摆动驱动电机12传动连接；球型喷头17的下半球体外表面上设有沿其径向方向凸出设置的啮合齿结构Ⅱ，啮合齿结构Ⅱ的啮合齿沿球型喷头17的下半球体外表面的水平周向方向按模数均布间隔设置，啮合齿结构Ⅱ整体呈首尾对接的环形齿条结构、且每个啮合齿的齿顶面均是与下半球体外表面弧度一致的弧形齿面结构，罩壳10的内部对应啮合齿结构Ⅱ的位置滚动配合架设安装有与啮合齿结构Ⅱ啮合连接的球型喷头回转控制齿轮13、且球型喷头回转控制齿轮13通过传动机构与设置在罩壳10上的球型喷头回转驱动电机11传动连接；与球体外表面弧度一致的啮合齿结构Ⅰ和啮合齿结构Ⅱ结构，在单独控制球型喷头摆动驱动电机12或球型喷头回转驱动电机11动作时，球型喷头摆动控制齿轮16或球型喷头回转控制齿轮13的单独动作均不会影响球型喷头回转控制齿轮13或球型喷头摆动控制齿轮16的啮合连接状态。
所述的地面控制部分包括井盖6、水射流高压泵站1、注水泵站4和集中电控单元3；高压输运管7的顶部通过井盖6架设安装在瓦斯抽采钻井的井口位置、且高压输运管7的顶端通过高压输入管2和高压输入电控阀门与水射流高压泵站1的输出端密闭安装连接；定位囊袋8的顶部通过输水软管5和注水电控阀门与注水泵站4的输出端密闭安装连接；集中电控单元3包括中央控制计算机、高压水射流控制回路、囊袋注排水控制回路和水力切割修复装置控制回路，中央控制计算机分别与高压输运管7的高压输入电控阀门、输水软管5的注水电控阀门、定位囊袋8的电控排水阀、球型喷头摆动驱动电机12、球型喷头回转驱动电机11电连接。
利用本瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统对瓦斯抽采钻井的错断变形井孔进行修复时，可先根据瓦斯抽采钻井错断变形区域视频探测装置反馈的图像数据通过集中电控单元3的中央控制计算机进行计算机建模，构建瓦斯抽采钻井错断变形区域数学模型，确定错断变形区域的深度以及需切除端面和井壁的具体切割高度和切割方位角；
然后根据错断变形区域的深度确定高压输运管7的长度，在高压输运管7的管体上安装定位囊袋8、在高压输运管7的底端安装水力切割修复装置后，向瓦斯抽采钻井中下入高压输运管7、并根据需切除端面和井壁的具体切割高度使水力切割修复装置位于错断变形区域内的设定位置，通过井盖6将高压输运管7的顶部定位后，连接各个水路管路和电路；
启动注水泵站4，中央控制计算机控制打开输水软管5的注水电控阀门、关闭定位囊袋8的电控排水阀，注水泵站4即向定位囊袋8中注入压力水使定位囊袋8撑起后对高压输运管7进行定位，同时中央控制计算机根据需切除端面和井壁的切割方位角控制球型喷头摆动驱动电机12和/或球型喷头回转驱动电机11动作使球型喷头17整体围绕其球心沿水平轴线的摆动和/或沿竖直轴线的回转，球型喷头17底部的喷嘴的喷射方向即对应需切除的端面和井壁；启动水射流高压泵站1，中央控制计算机控制打开高压输运管7的高压输入电控阀门，高压水即经高压输运管7、高压软管9和喷头内腔25自喷嘴喷出对需切除的端面和井壁进行水力切割，水力切割过程中可通过控制球型喷头回转驱动电机11实现喷嘴的弧形切割轨迹，需切除的端面和井壁被切除后，瓦斯抽采钻井错断变形区域的错断井孔即通过水力切割面形成的倾斜过渡通道(如图1所示的虚线位置)实现错断变形段的连通；完成修复后，关闭注水泵站4和水射流高压泵站1，中央控制计算机控制关闭输水软管5的注水电控阀门和高压输运管7的高压输入电控阀门、打开定位囊袋8的电控排水阀，待定位囊袋8内的水排出后，回收高压输运管7即可。
为了保证球型喷头17整体回转和摆动时的稳定性、同时避免因球型喷头17整体回转而造成的高压软管9的拧转问题，作为本发明的进一步改进方案，如图2所示，球型喷头17的顶部还设有可使球型喷头17整体沿经过球心的竖向轴线自由回转的平面回转轴承19，喷头内腔25的顶端通过与平面回转轴承19安装连接的硬管端与高压软管9连通连接、且喷头内腔25顶端与硬管端密闭安装连接，球型喷头回转驱动电机11通过球型喷头回转控制齿轮13驱动球型喷头17整体沿经过球心的竖向轴线回转时，喷头内腔25的顶端相对于硬管端回转；球型喷头17的顶部还定位设有配合架设在弧形卡接结构27上的摆动导向轴18，球型喷头摆动驱动电机12通过球型喷头摆动控制齿轮16驱动球型喷头17整体沿经过球心的横向轴线摆动时，摆动导向轴18沿弧形卡接结构27的走向跟随球型喷头17摆动，且球型喷头回转驱动电机11通过球型喷头回转控制齿轮13驱动球型喷头17整体沿经过球心的竖向轴线回转时，摆动导向轴18不跟随球型喷头17回转，摆动导向轴18可以设置在平面回转轴承19上、也可以直接设置在硬管端上。如此设置，在球型喷头17整体沿经过球心的竖向轴线回转过程中，可实现硬管端的相对静止状态、避免高压软管9的拧转问题；在球型喷头17整体沿经过球心的横向轴线摆动时，摆动导向轴18可实现定位导向、保证球型喷头17整体始终沿其球心摆动的稳定性。
为了便于实时准确探测及了解瓦斯抽采钻井的井身错断变形区域的具体破断情况及修复情况，作为本发明的进一步改进方案，水力切割修复装置上还设有视频探头23，视频探头23通过探头连接架26安装在罩壳10上，集中电控单元3还包括视频探测控制回路，中央控制计算机与视频探头23电连接，导线可通过固定设置在罩壳10上的固定扣21和涡卷弹簧装置20沿高压输运管7上井。可在向瓦斯抽采钻井中下入高压输运管7的同时，直接将视频探头23获得的图像反馈给中央控制计算机，中央控制计算机即可直接根据反馈的图像数据进行现场获知错断变形区域的深度和计算机建模；修复过程中，操作人员可以在地面通过视频探头23的反馈直接控制球型喷头摆动驱动电机12和/或球型喷头回转驱动电机11动作调整喷嘴的喷射角度。
为便于全方位视频探测，如图4所示，可以在罩壳10的底部周向方向上设置整体呈圆形的环形导轨24，探头连接架26通过与环形导轨24配合设置的导向轮安装在环形导轨24上、且导向轮上设有导向轮驱动电机22，集中电控单元3的中央控制计算机与导向轮驱动电机22电连接。
为了获得球型喷头摆动驱动电机12和球型喷头回转驱动电机11的相对较大安装空间，作为本发明的进一步改进方案，罩壳10是底端为球面结构的柱型体，或者罩壳10整体是球型结构，球型喷头摆动驱动电机12和球型喷头回转驱动电机11均采用竖向安装的方式安装在罩壳10内部，如图2所示，球型喷头回转驱动电机11竖直设置的动力输出轴通过水平设置的球型喷头回转控制齿轮13与啮合齿结构Ⅱ啮合传动连接，如图6所示，球型喷头摆动驱动电机12竖直设置的动力输出轴通过水平设置的摆动驱动伞齿盘Ⅰ14与竖直设置的摆动驱动伞齿盘Ⅱ15啮合传动连接、且摆动驱动伞齿盘Ⅱ15与球型喷头摆动控制齿轮16同轴固定连接。
为了进一步实现增加喷射压力，作为本发明的进一步改进方案，喷头内腔25是上大下小的锥形孔结构。
为了减少机构设置，作为本发明的进一步改进方案，注水泵站4与水射流高压泵站1共用同一个水压泵站。
针对具有多个错断变形区域的瓦斯抽采钻井，在修复完成靠近地面的第一个错断变形区域后，为了便于水力切割修复装置能够顺利经倾斜过渡通道进入第二个错断变形区域，作为本发明的进一步改进方案，高压输运管7是包括软管部分和硬管部分的结构，硬管部分位于高压输运管7的底端、且定位囊袋8安装在高压输运管7的硬管部分上，通过水力切割修复装置切割合适角度的倾斜过渡通道，可以实现高压输运管7的硬管部分连同水力切割修复装置能够经倾斜过渡通道进入第二个错断变形区域。
本瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统通过向定位囊袋8中注入压力水使定位囊袋8撑起后对高压输运管7进行定位，同时中央控制计算机根据需切除端面和井壁的切割方位角控制球型喷头摆动驱动电机12和/或球型喷头回转驱动电机11动作使球型喷头17整体沿其球心摆动和/或回转调整喷嘴的喷射角度，然后启动水射流高压泵站1对需切除的端面和井壁进行水力切割，水力切割过程中可通过控制球型喷头回转驱动电机11实现喷嘴的弧形切割轨迹，需切除的端面和井壁被切除后，瓦斯抽采钻井错断变形区域的错断井孔即通过水力切割面形成的倾斜过渡通道实现错断变形段的连通，能够实现使已变形破断的瓦斯抽采钻井恢复抽采能力，特别适用于瓦斯抽采钻井井孔修复。
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