[發明專利]一種水力聯合機械修孔裝置及方法

有效

• 申請號: 202110557026.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113153156B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 魏建平;劉勇;溫志輝;張宏圖;徐向宇;司磊磊;張健;姚邦華;李波;王登科
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B10/43;E21B10/61
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 張妍

1.一種水力聯合機械修孔裝置，其特征在于：包括水箱，與水箱相連的高壓水泵，所述高壓水泵出水端通過連接接頭與高壓膠管連接，所述高壓膠管纏繞于盤管器上，所述高壓膠管另一端通過連接接頭與旋轉鉆頭連接，所述旋轉鉆頭包括旋轉體和位于旋轉體前端通過螺紋連接的帶切削齒三翼鉆頭；所述旋轉體包括入口連接螺母，與入口連接螺母右端通過螺紋連接的圓柱形殼體，所述殼體內設有軸芯，所述軸芯兩端外側與殼體之間分別設有一個軸承，所述軸芯與入口連接螺母接觸一端還設有旋轉密封座，所述軸芯與殼體之間還設有限速組件；所述限速組件設置于軸芯、殼體以及軸芯兩端軸承之間的位置，所述限速組件包括套設于軸芯外端的套筒，位于套筒和軸芯之間的環形重量塊，所述環形重量塊與軸芯右端的軸承之間設有彈簧；所述帶切削齒三翼鉆頭包括中心鉆頭，帶切削齒三翼鉆頭由兩端的錐形扇面和位于中間的圓柱弧面組成，所述帶切削齒三翼鉆頭的前端錐形扇面上沿其圓周方向均勻設有三個翼板，每個翼板前端均設有兩個圓形突出的切削齒，所述帶切削齒三翼鉆頭中心設有一個中心噴嘴，鉆頭的中間圓柱弧面沿其圓周設有三個均勻分布的反向噴嘴，所述反向噴嘴的噴射方向與中心噴嘴邊緣呈切線設置。

2.如權利要求1所述的水力聯合機械修孔裝置，其特征在于：所述反向噴嘴的噴射方向與鉆頭軸線的夾角不小于10°，所述翼板為不規則形狀的多邊體，所述翼板的頂面投影為矩形和三角形組成的一端帶有尖部的多邊形，翼板的帶有切削齒一端的正投影為直角梯形，翼板側面投影為上部梯形和下部矩形組成的不規則多邊形，且梯形和矩形連接處設有臺階狀缺口，所述切削齒設置于缺口處梯形腰線所在的平面。

3.如權利要求2所述的水力聯合機械修孔裝置，其特征在于：所述帶切削齒三翼鉆頭內部設有腔體，所述腔體與中心噴嘴、反向噴嘴分別聯通，所述入口連接螺母、旋轉鉆頭內均設有噴射腔。

4.如權利要求3所述的水力聯合機械修孔裝置，其特征在于：所述反向噴嘴為三個，三個反向噴嘴之間沿著鉆頭所在的平面均勻分布，所述盤管器上還設有手閘。

5.如權利要求4所述的水力聯合機械修孔裝置，其特征在于：所述旋轉密封座內設有O形密封圈，軸芯左側的軸承左側設有左側唇密封，軸芯右側的軸承右側設有右側唇密封。

6.如權利要求5所述的水力聯合機械修孔裝置，其特征在于：所述入口連接螺母上還設有溢流孔，所述溢流孔末端與左側唇密封板聯通，溢流孔外側設有密封板。

7.利用權利要求1-6任一所述的水力聯合機械修孔裝置進行水射流自進式旋轉修復煤孔的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將要修復的坍塌煤孔處的抽采鉆孔封孔管接頭拆卸；

（2）將旋轉鉆頭置入抽采管內，打開高壓膠管盤管器手閘；

（3）開啟高壓泵并將壓力調整到需求值；

（4）旋轉鉆頭后置噴嘴提供前進動力與扭矩，使鉆頭清理抽采管內煤渣，不斷行進，旋轉鉆頭行進至鉆孔內部后，鉆頭不斷破煤，水射流將煤渣排出煤孔達到修復坍塌煤孔的目的；

（5）一個煤孔修復結束后，操縱高壓膠管盤管器盤起膠管，拉出旋轉鉆頭；

（6）在不同的修孔條件下，選用不同噴嘴參數旋轉鉆頭重復步驟（1）-（5）即可。