[發明專利]中心通孔可開閉式高低壓切換裝置

有效

• 申請號: 202010691244.4
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111794681B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 董昌樂;伍濤;吳智峰;王亞波;楊虎偉;董萌萌;王傳留;高曉亮
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B7/28;E21B7/20;E21B34/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

一種中心通孔可開閉式水力擴孔裝置，包含外管接手以及位于外管接手內的中心通孔開閉組件，所述中心通孔開閉組件包括底座、活動環、彈簧、連桿、合頁蓋和壓蓋，所述彈簧套合于連桿的外緣，一端抵靠于底座，另一端抵靠于活動環，所述連桿一端固定于底座，另一端鉸接于合頁蓋，所述活動環設有空腔，所述空腔的上半部分套裝所述合頁蓋，下半部分連桿貫穿，所述壓蓋在合頁蓋從空腔中伸出時能抵靠合頁蓋向內轉動以閉合中心通孔；由此，本發明其結構簡單，操作方便，可重復使用，解決現有隨鉆水力擴孔技術在煤礦井下碎軟煤層順層孔施工瓦斯抽采鉆孔時，提鉆后造穴點之間的通道被堵導致的護孔篩管不能下放到鉆孔深度的問題。

技術領域

本發明涉及煤礦井下鉆探的技術領域，尤其涉及一種適用于煤礦井下碎軟煤層順層孔隨鉆式水力擴孔及篩管護孔鉆孔的施工的中心通孔可開閉式高低壓切換裝置。

背景技術

近年來，隨著水力鉆、擴工藝及配套裝備的開發及推廣應用，諸多煤礦利用該技術實現了抽采效率提升，減少了抽采達標時間，加快了煤巷掘進速度，有效緩解了“抽、掘、采”接替緊張局面。

目前，市場在用的水力擴孔工藝配套的水力擴孔裝置，中心通孔被活塞體阻擋，其高低壓切換動作是通過開、閉活塞體與外管內壁之間的環形空間來實現的。低壓水鉆進時，環形空間打開，水流通過環形空間向鉆頭供水，實現鉆進；高壓水擴孔時，環形空間關閉，高壓水通過外管上的水眼射流，實現擴孔；鉆孔完成后，活塞復位，環形空間打開。此種結構能夠滿足水流通過該裝置，但不能滿足篩管等剛性構件通過該裝置內孔。

因此，水力擴孔技術應用至碎軟煤層順層孔施工時，出現了如下問題：

1、順層孔水力造穴普遍采用等間距布置造穴點，無論是前進式水力擴孔方式還是后退式水力擴孔方式，兩個造穴點之間都會存在“咽喉部位”，鉆孔成孔提鉆后，“咽喉部位”極易坍塌堵塞，進而影響抽采效果；

2、為了保證抽采效果，在碎軟煤層順層孔水力擴孔成孔后需下入護孔篩管，但是，“咽喉部位”的存在以及造穴點空間的增大都會導致篩管不能下放到鉆孔深度，仍需下入開閉式鉆頭+大通徑鉆桿的鉆具組合掃孔并從鉆具內孔下放篩管；

3、開閉式鉆頭+大通徑鉆桿的鉆具組合掃孔過程中極易鉆出新孔；

4、鉆孔完成后再下入開閉式鉆頭+大通徑鉆桿會增大工人勞動強度，增加輔助時間，降低了施工效率。

為此，本發明的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種中心通孔可開閉式高低壓切換裝置，以克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中心通孔可開閉式高低壓切換裝置，其結構簡單，操作方便，可重復使用，解決現有隨鉆水力擴孔技術在煤礦井下碎軟煤層順層孔施工瓦斯抽采鉆孔時，提鉆后造穴點之間的通道被堵導致的護孔篩管不能下放到鉆孔深度的問題。

為實現上述目的，本發明公開了一種中心通孔可開閉式水力擴孔裝置，包含外管接手以及位于外管接手內的中心通孔開閉組件，其特征在于：

所述外管接手為圓筒狀結構，包含第一端和第二端，所述第一端連接至鉆頭，第二端連接于鉆桿；

所述中心通孔開閉組件包括底座、活動環、彈簧、連桿、合頁蓋和壓蓋，所述底座和壓蓋分別列于兩端，所述連桿沿軸向延伸，一端固定于底座，另一端鉸接于合頁蓋，所述彈簧套合于連桿的外緣且一端抵靠于底座、另一端抵靠于活動環，所述活動環設有空腔，所述空腔的上半部分套裝所述合頁蓋，下半部分供連桿貫穿從而活動環在連桿上向底座滑動時合頁蓋從空腔內伸出，所述壓蓋位于活動環的外側，所述壓蓋為圓環狀，其內側在合頁蓋從空腔中伸出時能抵靠合頁蓋向內轉動以閉合中心通孔。

其中：所述第一端內設有內螺紋，所述外管接手靠近第二端的管壁上設對稱中心軸線設置的水眼和具有內螺紋的限位銷孔。