[實用新型]一種用于鉆孔水力開采的電控單動伸縮鉆具

有效

• 申請號: 201420332178.1
• 申請日: 2014-06-21
• 公開（公告）號: CN203978436U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 陳晨;李剛;高帥;錢方;董雪嬌;洪建俊;王聰;趙貴杰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21C45/00
• 分類號: E21C45/00;E21B7/18
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

?本實用新型涉及一種用于鉆孔水力開采礦層的鉆具，特別涉及一種用于鉆孔水力開采的電控單動伸縮鉆具。

背景技術

隨著我國經濟的飛速發展，采礦業正面臨著地表和淺部富礦日趨枯竭的情況，而地下深部礦產、淺部不均勻的小礦、貧礦、湖海底礦產以及復雜水文和地質條件的礦產具有開采難度大的問題。采用傳統方法開采深部礦產和淺部不均勻小礦、貧礦等勢必帶來成本過高的問題。為此各國都在尋找一種低成本的采礦方法，鉆孔水力開采就是在這一歷史背景下產生的一種新的采礦方法。

鉆孔水力開采方法是在穿過礦層的鉆孔內，用高壓水射流破碎礦體，破碎下來的礦渣與循環水在孔底形成流動狀態的液固兩相的礦漿，然后由舉升設備將礦漿輸送到地表，礦漿經過沉淀分選即可得到有用礦石，水可以繼續作為循環介質進行下一步開采。該方法只需要操作人員在地面操作即可，具有開采深度大、基建投資少、建礦周期短、成本低、安全、高效、環境污染小等優點。

目前，在水力開采工藝中使用的水槍都是固定式水槍，高壓噴嘴固定在鉆具外壁，這種鉆具在開采中存在以下不足：由于在地下空間中充滿循環介質，高壓水槍從高壓噴嘴射出之后，水射流的速度會逐漸減低，破巖能力隨之下降，這就限制了固定式水槍的破巖范圍。

正由于以上不足，造成了礦產單孔開采量較小，相對應的提高了礦產的單位礦產開采成本，與降低生產成本的初衷相違背。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決固定式水槍水射流的速度逐漸減低、破巖能力下降的問題而提供一種用于鉆孔水力開采的電控單動伸縮鉆具。

本實用新型是由高壓水輸送系統、動力傳動系統、電控單動系統、水槍臂伸縮系統和排渣管道部分組成；

所述高壓水輸送系統包括上接頭、引流器、水槍架、保護管、水槍座壓板、水槍座和水槍接頭其中上接頭和引流器之間密封連接，引流器可以圍繞上接頭轉動，上接頭下端開設有徑向通道，水槍架設置在引流器下部，引流器與水槍架之間密封連接，水槍架中開設有用于穿套上懸掛擋圈和排渣管的預留孔，水槍座扣在在水槍架側向孔內，水槍架與水槍座密封連接，水槍座壓板將水槍座壓在水槍架上面，且水槍座可以圍繞密封環轉動，水槍接頭設置在水槍座下部，且水槍座與水槍接頭用螺釘密封連接固定，保護管套設在水槍架、水槍座和水槍接頭外部，保護管上端與水槍架通過螺釘固定；

所述動力傳動系統包括動力腔上蓋、動力腔支架、伸縮桿、伸縮筒上壓蓋、滾珠絲杠、伸縮筒、滾珠絲杠螺母、絲杠軸承上擋圈、第一軸承、伸縮筒下壓蓋、絲杠軸承下擋圈、聯軸器、行星減速機、步進電機、步進電機支架和電機電控裝置，其中步進電機支架用螺栓固定在動力腔支架側面的平臺上；步進電機設置在步進電機支架內部，且用螺栓固定，步進電機的輸出軸與步進電機支架上端面板的中心孔同心，行星減速機設置在步進電機的上部，二者的殼體用螺栓固定，行星減速機的輸入端與步進電機的輸出軸用平鍵連接，且行星減速機的輸出端穿過步進電機支架上端面板的中心孔，聯軸器設置在行星減速機的上部，行星減速機的輸出端與聯軸器的輸入端用平鍵連接，滾珠絲杠設置在聯軸器上部，且穿套在聯軸器內，聯軸器的輸出端與滾珠絲杠的下端用平鍵連接，滾珠絲杠下端穿套有第一軸承，第一軸承上下分別設置有絲杠軸承上擋圈和絲杠軸承下擋圈，絲杠軸承上擋圈和絲杠軸承下擋圈用來固定第一軸承在滾珠絲杠上的位置，伸縮筒下壓蓋套設在第一軸承的外側，伸縮筒下壓蓋上部通過螺紋密封連接伸縮筒，滾珠絲杠螺母穿套在滾珠絲杠下端的外側，?伸縮桿的下部穿套在滾珠絲杠的上端，伸縮桿為中空管，下端有螺栓孔，與滾珠絲杠螺母通過螺栓緊固，伸縮筒上壓蓋穿套設置在伸縮桿的外側，伸縮筒的上部穿套設置在伸縮筒上壓蓋的外側，伸縮筒與伸縮筒上壓蓋通過螺紋密封連接，電機電控裝置用螺栓固定在步進電機支架一側，動力腔上蓋與保護管下端通過螺釘連接，動力腔支架上端與動力腔上蓋通過螺釘連接，與滾珠絲杠螺母連接的伸縮桿在驅動伸縮的步進電機的動力下上下運動，由伸縮桿、連桿和水槍臂組成的連桿機構隨之運動，水槍臂會伸出或收縮；