[實用新型]多功能水射流噴頭

有效

• 申請號: 201320735292.4
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203701964U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 李艷增;王耀鋒;王魁軍;張興華;許幸福;高中寧;聶榮山;謝正紅
• 申請（專利權）人: 煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B10/61;E21B10/26;E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 李叢

技術領域

本實用新型涉及一種多功能水射流噴頭，特別涉及一種煤礦井下水力化措施消突增透的多功能水射流噴頭。?

背景技術

我國煤礦的瓦斯災害十分嚴重，國有重點煤礦70%以上是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，且大部分為低透氣性煤層。煤層的透氣性決定了瓦斯的抽放效果，而透氣性又取決于煤層中裂隙的數量，裂隙發育良好的煤層抽放效果必然好，這對煤礦的安全生產有至關重要的作用。為了解決煤層透氣性差的問題，需要降低煤層應力和增加煤層裂隙。水射流割縫、水力擴孔、水力沖孔、水力化鉆進等水力化措施都能夠沖割出煤體，在地應力和瓦斯壓力的作用下增加煤層裂隙，因此水力化措施改善煤層透氣性實現強化抽采已成為低透煤層瓦斯抽采的有效途徑。?

現階段大多數水射流裝置均是解決一種水射流強化抽采技術，如何在一個裝置上集成水射流擴孔、水射流割縫及水力化鉆進等多種功能成為推廣水射流技術亟待解決的問題。當前水力割縫及擴孔措施中最常用的水射流噴頭多為自旋轉噴頭、高速旋轉噴頭等，具有能量損失大、旋轉速度不可控、實際工作壓力低且壽命短、價格昂貴等缺點。同時，低透氣性煤層多為松軟煤層，水力割縫及擴孔過程中高壓水射流對煤體形成沖割、擾動極易造成數量很少但是粒徑很大的煤體排出，狹小的鉆孔空間造成排渣困難。一旦大粒徑煤渣被卡住，粒徑較小的煤渣會圍繞大粒徑煤渣周圍造成鉆孔堵孔，形成鉆孔孔內事故。因此，鉆孔排渣問題尤其是下向孔排渣問題成為制約水力割縫及擴孔技術發展的主要因素。這些問題嚴重制約水力化消突增透措施的應用和推廣。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種煤礦井下水力化措施消突增透的多功能水射流噴頭及使用方法，通過在噴頭上頂部和外壁錯位對稱安裝不同結構噴嘴的噴頭是否旋轉來實現水射流擴孔、水力沖孔、水射流割縫及水力化鉆進等水力化措施增透功能。同時通過在噴頭頂部安裝噴嘴和在噴頭外壁安裝螺旋輔助排渣和切磨大直徑煤渣，減少水力化措施中堵孔現象的發生，有效處理水力化措施中的鉆孔事故。?

為了解決現有技術存在的問題，本實用新型采用的技術方案是：一種多功能水射流噴頭，它在內部中空帶噴頭接頭的噴頭體外壁上設置數個錯位對稱的擴孔噴嘴底座，噴頭體頂部設置一個排渣噴嘴底座，它還配備有與噴嘴底座相對應的旋轉射流噴嘴、圓射流噴嘴，特征在于：它還配備有與噴嘴底座相對應的死堵。?

其中：噴頭體頂部設置數個鉆進噴嘴底座。?

其中：噴頭體上還設置有螺旋粗螺紋。?

其中：旋轉射流噴嘴與擴孔噴嘴底座固定墊有紫銅墊片，圓射流噴嘴與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片，死堵與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片。?

方便理解介紹一下一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于：單獨擴孔，需要頂部水力排渣時，將旋轉射流噴嘴5或圓射流噴嘴6通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴孔噴嘴底座2上，將旋轉射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21上，不需要頂部水力排渣時，將排渣死堵7通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21或鉆進噴嘴底座22上。?

其中：單獨水力鉆進時，將擴孔死堵7通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴孔噴嘴底座2上，將旋轉射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部鉆進噴嘴底座22上。?

其中：即擴孔又水力鉆進時，將旋轉射流噴嘴5或圓射流噴嘴6通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴孔噴嘴底座2上，將旋轉射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部的鉆進噴嘴底座22上。?

本實用新型的有益效果是：通過外壁上設置數個錯位對稱的擴孔噴嘴底座及噴嘴，噴頭體頂部設置數個鉆進噴嘴底座，同時配備配套死堵，使水射流噴頭一頭多用，結合其使用方法，實現了單獨擴孔或單獨水力鉆進或即擴孔又水力鉆進一個水射流噴頭方便使用，體現了水射流擴孔、水射流割縫、水力化鉆進、水力化鉆進及割縫一體化、水力化鉆進及擴孔一體化等功能，噴頭頂部安裝噴嘴和在噴頭外壁安裝螺旋有利排渣及切磨大直徑煤渣，從而達到減少水力化措施中堵孔等事故，有適應性強、結構簡單、一頭多用、加工容易、操作簡便等特點。?

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。?

圖1.?本實用新型帶三個水射流擴孔噴嘴底座和一個排渣噴嘴底座的剖面圖；?

圖2.?本實用新型帶兩個水射流擴孔噴嘴底座和一個排渣噴嘴底座的剖面圖；

圖3.?本實用新型帶兩個水射流擴孔噴嘴底座和兩個鉆進噴嘴底座的剖面圖；

圖4.?本實用新型帶兩個水射流擴孔圓射流噴嘴和兩個鉆進旋轉射流噴嘴的剖面圖；