[發明專利]可調節式超高壓水射流切割裝置及使用方法

有效

• 申請號: 202110584384.6
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113246223B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 李艷增;王耀鋒;許幸福;薛偉超;王春光;黃鶴;唐輝;張東旭;蘇偉偉;劉春剛;汪開旺;高中寧;韓兵
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: B26F3/00
• 分類號: B26F3/00
• 代理公司: 沈陽易通專利事務所 21116
• 代理人: 邢慧清

本發明公開了一種可調節式超高壓水射流切割裝置，該裝置包括從前向后依次按順序連接的鉆頭、超高壓流體壓力轉換裝置、超高壓密封鉆桿、超高壓旋轉水尾、多根超高壓軟管及超高壓水力泵站；在所述超高壓密封鉆桿由鉆機上的回轉裝置驅動旋轉給進，在所述多根超高壓軟管間安裝有卸壓調節閥。本發明同時提供該可調節式超高壓水射流切割裝置的使用方法。本發明通過超高壓流體壓力轉換裝置可以根據給鉆進設備的工作液體壓力來旋轉壓力調節螺桿調節低壓鉆進時合理的壓力轉換閾值，實現了鉆進設備常規低壓鉆進和撤鉆時的超高壓割縫，在提升切割縫槽深度的基礎上增加縫槽寬度，增加煤巖卸壓增透范圍，實現煤巖大范圍快速卸壓增透的目的。

技術領域

本發明涉及高壓水射流切割裝置技術領域，特別涉及一種可調節式超高壓水射流切割裝置及使用方法。

背景技術

隨著煤炭開采新興技術與裝備的不斷投用，開采深度以每年約10～20m的速度向深部不斷延深，深部煤巖瓦斯動力災害逐步成為制約煤礦安全高效生產的主要問題。深部礦井煤巖瓦斯動力災害治理須從煤層瓦斯抽采達標和有效卸壓的角度進行災害防治，對煤層進行水力化卸壓增透措施具有事半功倍的效果，深部高應力條件下中硬、硬煤擴孔卸壓、增透需要大幅度提高水射流壓力，進而提高破煤效率及破煤深度，解決深部礦井煤巖動力災害治理難題。水力擴孔、水力割縫、鉆割一體化等作為卸壓增透措施被廣泛使用，現有水力割縫及水力擴孔裝置工作壓力介于30～50MPa，對于硬度偏大的煤巖難以有效切割；100MPa超高壓水射流割縫裝備也投入使用，但高低壓力轉換閾值固定，切割縫槽寬度較窄，卸壓增透效果不明顯。

因此，需要一種經過改進提升的可調節式超高壓水射流切割裝置，能夠簡單易行的調節壓力轉換閾值，在提升切割縫槽深度的基礎上增加縫槽寬度，增加煤巖卸壓增透范圍，實現煤巖大范圍快速卸壓增透的目的。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種可調節式超高壓水射流切割裝置及使用方法，本發明能夠簡單易行的調節壓力轉換閾值，在提升切割縫槽深度的基礎上增加縫槽寬度，增加煤巖卸壓增透范圍，實現煤巖大范圍快速卸壓增透的目的。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：可調節式超高壓水射流切割裝置，該裝置包括從前向后依次按順序連接的鉆頭、超高壓流體壓力轉換裝置、超高壓密封鉆桿、超高壓旋轉水尾、多根超高壓軟管及超高壓水力泵站；所述超高壓密封鉆桿安裝于鉆機上并由鉆機上的回轉裝置驅動旋轉給進，在所述多根超高壓軟管間安裝有卸壓調節閥，所述超高壓流體壓力轉換裝置與超高壓密封鉆桿、超高壓密封鉆桿與超高壓旋轉水尾之間通過超高壓軸向密封結構連接；所述超高壓水泵站通過超高壓軟管和超高壓密封鉆桿向超高壓流體壓力轉換裝置和鉆頭供水，卸壓調節閥用于調節管路壓力，從而控制超高壓流體壓力轉換裝置中水流通路的封閉與開啟，進而實現可調節式超高壓水射流切割裝置的低壓鉆進和超高壓割縫。

進一步地，所述超高壓流體壓力轉換裝置包括超高壓流體壓力轉換裝置本體、超高壓流體壓力轉換閥體和多個水射流噴嘴，在所述超高壓流體壓力轉換裝置本體的前端設有第一密封段，尾端設有第二密封段，所述第一密封段包括第一直軸導向段、第一O型圈、第一直角滑環和第一內錐密封錐螺紋，在所述第一直軸導向段上設有環槽，在環槽內安裝有第一O型圈及第一直角滑環，在所述第一直軸導向段的后端設有第一內錐密封錐螺紋；

所述第二密封段包括設置在超高壓流體壓力轉換裝置本體內周面且自尾端向前端依次設置的第一外錐密封錐螺紋、第一內圓柱孔段；