[發明專利]一種水動力鉆進割縫系統

有效

• 申請號: 201510013598.2
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104747072B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 張連軍;朱善超;張海賓
• 申請（專利權）人: 徐州博安科技發展有限責任公司
• 主分類號: E21B4/16
• 分類號: E21B4/16;E21B28/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種水動力鉆進割縫系統，尤其適用于煤礦井下坑道鉆進及煤層水力割縫中使用。

背景技術

目前使用的水動力鉆進割縫系統，基本上是以液壓油為液壓媒體進行能量的傳遞，其存在以下不足：（1）現在礦井中的泵站基本上依靠人力或步履式運輸，會造成人的勞動強度過大或者步履底盤過大，不宜在巷道內使用；（2）以液壓油為媒介的液壓系統，在使用和維護過程中，會對周邊環境造成污染；（3）相對于以水為壓力媒介，液壓油具有來源不方便，價格高昂，且需要新增一套液壓泵站等缺點；（4）此外，鉆頭需要通過鉆桿施加推力次啊能夠實現鉆進，現在煤礦所使用的液壓坑道鉆機，在鉆進過程中鉆桿與鉆孔壁的摩擦做功消耗了鉆機的絕大部分功率。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提供一種結構簡單，使用帶壓水為動力源，鉆進割縫效果好，安全可靠的水動力鉆進割縫系統

為實現上述目的，水動力鉆進割縫系統，包括帶壓水產生裝置、水壓控制器、水力推進系統、高壓密封鉆桿，所述的帶壓水產生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管水與力推進系統連接，水力推進系統通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉振動割縫裝置；所述水壓控制器包括相互連接的調壓裝置和泄壓保護裝置，所述調壓裝置與帶壓水產生裝置的出水口連接，泄壓保護裝置與調壓裝置通過高壓膠管相連接；泄壓保護裝置包含先導控制閥、泄壓閥和過濾器，泄壓閥上設有進水口和回水口，泄壓閥的進水口通過三通用高壓膠管與設在水利推進系統上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥內開有溝通進水口和回水口的管道，進水口管道處開與過濾器進水口相通的管道和測壓口，測壓口上設有水壓表，進水口和回水口之間的管道中設有將管道封堵住的泄壓閥芯，所述泄壓閥芯包括設在進水口管道處的堵頭，堵頭上設有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧，所述固定螺母上開有與泄壓彈簧相通的孔洞；所述先導控制閥包括先導控制閥閥體和先導控制閥閥芯，先導控制閥閥體上設有與泄壓閥芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上設有與平衡腔連通的閥槽和與過濾器出水口相連的管道，閥槽上設有十字管狀的閥門套筒，閥門套筒內設有與閥槽相匹配的控制閥芯，閥門套管上設有與泄壓閥回水口相連的管道，所述控制閥芯包括縱向設置在十字管狀的閥門套筒的壓力滑竿和分別橫向設置在壓力滑竿兩側的滑竿定位推頭，所述壓力滑竿頭部與閥槽之間設有起跳針閥，壓力滑竿兩側設有滑道卡槽，滑竿定位推頭頭部分別與壓力滑竿兩側的滑道卡槽相接觸，壓力滑竿尾部設有壓力彈簧，閥門套筒頂端設有壓緊螺母，通過壓力彈簧將壓力滑竿連帶起跳針閥抵在閥槽中，所述滑竿定位推頭尾部設有定位彈簧，通過壓緊螺母固定在閥門套筒兩側，通過定位彈簧將滑竿定位推頭抵在壓力滑竿兩側的滑道卡槽中；所述水力推進系統包括連接架體，連接架體上安裝有滑板，滑板上設有雙作用水缸和水力旋轉馬達，雙作用水壓缸和水力旋轉馬達通過高壓膠管分別連接有控制閥組，所述高壓密封鉆桿為中空結構，高壓密封鉆桿公頭上設有密封圈。

所述的自旋轉振動割縫裝置包括沖擊活塞套和設置在活塞缸套內的沖擊活塞桿，沖擊活塞桿上設有大活塞和小活塞，大活塞和小活塞與沖擊活塞套形成大活塞腔和小活塞腔，沖擊活塞桿的尾部設有螺旋花鍵，頭部設有花鍵，內部設有帶壓水通道，所述沖擊活塞桿的小活塞前端開有與帶壓水通道連接的通水孔，大活塞內部設有與帶壓水通道相通的大活塞帶壓水管道，帶壓水管道出口處設有換向閥，換向閥上裝有密封圈及兩頭用來開關帶壓水管道的針閥，沖擊活塞桿頭部通過花鍵與水壓旋轉頭相連接，沖擊活塞套的前端固定有穿過水壓旋轉頭的定位螺母，水壓旋轉頭上設有帶側面射流孔的鉆頭，沖擊活塞套連接有定位連接體，定位連接體內部設有與沖擊活塞桿尾部螺旋花鍵相匹配的超越離合器，定位連接體尾部設有方便螺紋連接沖擊活塞桿的連接頭；所述水壓控制器包括的調壓裝置和泄壓保護裝置之間相互串聯，或者通過三通相互并聯，再通過三通連接到水利推進系統上；所述帶壓水產生裝置為壓水發生器、乳化液泵站或自然落差帶壓水裝置，帶壓水產生裝置產生的壓力水壓力范圍為0-150Mpa，最佳工作壓力值為2-100Mpa；所述調壓裝置型號為BO-TK01；所述鉆頭上設有金剛石切割刀片和小截齒，鉆頭周邊設有切割射流水孔，實現帶壓水射流切割，所述鉆頭與水壓旋轉頭為一體式或者分體均可。