1.一种构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：它包括钻进系统(100)、煤岩体加载系统(200)和PLC控制系统(300)；

所述的钻进系统(100)包括钻机机座(113)，钻机机座(113)底部设有多个万向滚轮(114)，每个万向滚轮(114)上设有卡子(115)，钻机机座(113)上设有方形导轨座(109)，方形导轨座(109)上设有四个导轨滑块(110)，导轨滑块(110)两两对应设置在方形导轨座(109)左右两侧，四个导轨滑块(110)上设有滑台B(111),滑台B(111)与四个导轨滑块(110)之间螺栓固定，滑台B(111)上设有动力驱动NMRV减速电机(105)、变径扩孔控制机构(106)和直通高速旋转接头(107)，其中动力驱动NMRV减速电机(105)为通孔型的减速机，通孔型的减速机上的通孔中设有双层钻杆(103)穿过通孔固定，变径扩孔控制机构(106)和直通高速旋转接头(107)安装在双层钻杆(103)上并位置呈一条水平线，变径扩孔控制机构(106)和直通高速旋转接头(107)外侧设有保护壳，钻机机座(113)一侧设有钻杆扶正器(104)，直通高速旋转接头(107)上设有双层钻杆(103)，双层钻杆(103)一端与变径扩孔控制机构(106)连接、另一端穿过钻杆扶正器(104)设有变径扩孔钻头(102)，变径扩孔钻头(102)顶部设有先导钻头(101)，双层钻杆(103)上设有数据采集系统(117)，数据采集系统(117)包括转速传感器、钻压传感器和扭矩传感器，通过数据线与PLC控制系统(300)连接，伺服电机(112)通过联动器与滚珠丝杠(108)连接，驱动滑台B(111)线性移动；

所述煤岩体加载系统(200)包括模拟箱体(201)和伺服压力机(205)，模拟箱体(201)为矩形金属箱体并置于伺服压力机(205)的压力台上，模拟箱体(201)的面上设有钻进通道(202)和多个数据传输口(204)，便于先导钻头(101)钻入；

所述PLC控制系统(300)上设有触控显示屏(301)，并通过数据线分别与钻进系统(100)、数据采集系统(117)和煤岩体加载系统(200)连接。

2.根据权利要求书1所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：所述双层钻杆(103)包括内层钻杆(103-2)和外层钻杆(103-1)内外设置构成，双层钻杆(103)的内层钻杆(103-2)和外层钻杆(103-1)可相对滑动，其中在靠近先导钻头(101)的内层钻杆(103-2)上的端部设有连接耳A(102-2)，外层钻杆(103-1)上焊接有连接耳B(102-

3)；内层钻杆(103-2)的端部外侧设有变径扩孔钻头(102)，变径扩孔钻头(102)包括多组围绕内层钻杆(103-2)设置的扩孔刀翼(102-1)，每组扩孔刀翼(102-1)包括两个通过销钉(102-4)活动连接的刀片，每组扩孔刀翼(102-1)一端与连接耳B(102-3)连接、另一端与连接耳A(102-2)相连接；扩孔刀翼(102-1)设置有三组或者四组，三组扩孔刀翼(102-1)之间的夹角为120°，四组扩孔刀翼(102-1)之间的夹角为90°。

3.根据权利要求书1所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：所述先导钻头(101)上设有PDC切削齿(101-1)。

4.根据权利要求书2所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：所述变径扩孔控制机构(106)包括径向止推滑动轴承(106-1)、滑动导轨(106-2)、滑台A(106-3)、推杆电机(106-4)，其中滑台A(106-3)通过螺栓与推杆电机(106-4)的推杆连接，推杆电机(106-4)控制滑台A(106-3)的前进或后退，推杆电机(106-4)固定在滑台B(111)上，径向止推滑动轴承(106-1)设置在滑台A(106-3)上，双层钻杆(103)与变径扩孔控制机构(106)连接处只有内层钻杆(103-2)没有外层钻杆(103-1)，内层钻杆(103-2)穿过径向止推滑动轴承(106-1)的轴承与直通高速旋转接头(107)连接，直通高速旋转接头(107)与钻井液管道(116)相连，钻井液系统泵出的钻井液通过钻井液管道(116)进入内层钻杆(103-

2)，直至先导钻头(101)；所述滑台B(111)通过螺栓安装在四个导轨滑块(110)上，套有导轨滑块(110)的方形导轨座(109)安装于钻机机座(113)上。

5.根据权利要求书1所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：所述模拟箱体(201)中装填煤岩体材料或相似材料，模拟箱体(201)中上预留的数据传输口(204)，便于先各类监测传感器数据线与监测设备的连接，模拟箱体(201)的侧壁固定有加强筋板(203)，增强模拟箱体(201)的牢固性。

6.根据权利要求1所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：

所述PLC控制系统(300)型号为SIMATIC S7-200。

7.根据权利要求1所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置，其特征在于：

双层钻杆(103)的内层钻杆(103-2)的外径比外层钻杆(103-1)的内径小1mm。

8.一种使用权利要求1所述的构造煤储层水平井钻井及扩孔的钻进模拟装置的模拟方法，其特征在于步骤为：

采集构造煤煤样或按照相似性原理配置与构造煤物理、力学特性相应的相似模拟材料，置于模拟箱体(201)内，同时布置应力传感器和应变传感器埋入相似材料内靠近模拟箱体(201)底端，应力传感器和应变传感器的数据线均通过数据传输口(204)与数据采集仪连接；

启动伺服压力机(205)，基于实际地质特征，对煤岩体试样进行垂向加载，以模拟地层压力；

将钻进系统(100)移动至合适方位，扳下万向滚轮(114)上方的卡子(115)固定万向滚轮(114)，确保钻进过程中钻机机座(113)的稳定；

根据模拟现场钻进的情况，启动钻进系统(100)，伺服电机(112)驱动滑台B(111)线性前进，同时，钻杆(103)在NMRV减速电机(105)的驱动下旋转，先导钻头(101)通过钻进通道(202)对煤岩体试样进行旋转切削，形成先导钻孔，钻孔深度为600mm；

需要进行扩孔工作时，通过PLC控制系统(300)控制变径扩孔控制机构(106)，其中径向止推滑动轴承(106-1)通过螺栓固定在滑台A(106-3)上，滑台A(106-3)安装在滑动轨道(106-2)上，滑动轨道(106-2)通过螺栓安装在滑台B(111)上，推杆电机(106-4)推杆的伸缩会使滑台A(106-3)在滑动轨道(106-2)上左右移动，使推杆电机(106-4)的推杆收缩，带动滑台A(106-3)在滑动导轨(106-2)上向右移动，固定于滑台A(106-3)上的径向止推滑动轴承(106-1)带动内层钻杆(103-2)前进和后退，NMRV减速电机(105)为通孔型，双层钻杆(103)可以从孔中穿过，同时外层钻杆(103-1)被NMRV减速电机(105)固定，从而使扩孔刀翼(102-1)张开，切削孔壁煤岩体试样，进一步将钻孔扩大，扩孔工作可以一次完成，也可以逐步完成；

扩孔工作完成时，通过PLC控制系统(300)控制变径扩孔控制机构(106)，使推杆电机(106-4)的推杆伸展，带动滑台A(106-3)在滑动导轨(106-2)上向前移动，固定于滑台A(106-3)上的径向止推滑动轴承(106-1)带动内层钻杆(103-2)向前移动，从而使扩孔刀翼(102-1)收缩复位，从钻孔中收回；钻进模拟完成时，控制伺服电机(112)驱动滑台B(111)线性后退，使钻杆(103)、变径扩孔钻头(102)以及先导钻头(101)从钻进通道(202)退出模拟箱体(201)；

在构造煤储层水平井钻井及扩孔钻进模拟过程中，可通过数据采集系统(117)采集模拟钻进及扩孔过程中的转速、钻压、扭矩参数，并输出至PLC控制系统(300)，同时，转速、钻压、扭矩参数可实时显示在PLC控制系统(300)的触控显示屏(301)上。

9.根据权利要求8所述的模拟方法，其特征在于：所述的扩孔工作包括变径扩孔钻头(102)通过PLC控制系统(300)控制变径扩孔控制机构(106)，使推杆电机(106-4)的推杆收缩，带动滑台A(106-3)在滑动导轨(106-2)上向右移动，固定于滑台A(106-3)上的径向止推滑动轴承(106-1)带动内层钻杆(103-2)向右移动，从而使扩孔刀翼(102-1)张开，根据推杆电机(106-4)推杆的收缩量，可以通过下式计算出钻孔孔径，实现孔径为40mm～120mm的钻孔；

其中，D为钻孔孔径；L为扩孔刀翼(102-1)的长度；l为连接耳A(102-2)与连接耳B(102-

3)之间的距离；Δl为推杆的收缩量；d为内层钻杆的外径。