一種水力擴孔系統的製作方法
2023-06-13 22:02:01 2
一種水力擴孔系統的製作方法
【專利摘要】一種水力擴孔系統，包括高壓鑽杆、鑽頭和供水裝置，所述鑽頭包括鑽頭本體、高低壓切換噴嘴和密封連接段，鑽頭本體和密封連接段通過高低壓切換噴嘴連接在一起，且密封連接段與驅動鑽頭工作的鑽機上的高壓鑽杆連接，高壓鑽杆與供水裝置連接，高低壓切換噴嘴包括其內開設有與冷卻水連通的通孔I的噴頭體，噴頭體的兩端分別與鑽頭本體和密封連接段連接，噴頭體的通孔I內安裝有一個在水壓作用下自動切換通孔I與高壓出水孔和低壓出水孔中連通關係的噴嘴滑閥。本實用新型可以實現低壓水和高壓水雙通道，不需要拔出更換鑽杆以及鑽頭即可實現，通過高低壓切換噴嘴可以實現通入高、低壓水的切換。
【專利說明】一種水力擴孔系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種水利擴孔裝置，尤其是涉及一種水力擴孔系統。
【背景技術】
[0002] 根據礦井瓦斯治理規劃，採用現有抽放瓦斯的措施，鑽孔中的瓦斯濃度往往達不 到預期效果，主要是因為煤層透氣性差，通過實驗研究提出了水力衝孔的施工要領、水力衝 孔及其消突機理，研究表明，採用底板巖巷穿層鑽孔與水力衝孔區域消突措施，可有效消除 突出應力，大幅度的增加煤層的透氣性，保障了工作面的安全高效回採。
[0003] 而採取水壓衝孔時，需要不斷更換鑽杆鑽頭，因為開始要通入低壓水採用鑽頭鑽 孔，然後通入高壓水進行擴孔，然而擴孔時必須採用通高壓水的鑽杆，更換相當麻煩而且需 要兩套裝置。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的是為解決通過水壓擴孔時，需要更換鑽杆及鑽頭的問題，提供 一種水力擴孔系統，本實用新型可以實現低壓水和高壓水雙通道，不需要拔出更換鑽杆以 及鑽頭即可實現，通過高低壓切換噴嘴在水壓作用下推動滑閥運動，可以實現通入高、低壓 水的切換，當通入低壓水時，此時彈簧的預緊力大於水壓對滑閥的作用力此時，滑閥與噴嘴 體的沉孔構成的腔體可以與通入的低壓水接通，在通入低壓水時，實現了高壓水通孔和低 壓水通孔均可以通水，在通入高壓水時，由於水壓對滑閥的作用力大於彈簧的預緊力，此時 彈簧被壓緊，滑閥與噴嘴體的沉孔構成的腔體被密封，此時只有高壓通水孔可以通水，從而 實現了高壓水和低壓水的自動切換，而且不需要拔出更換鑽頭即可實現，同時設置的供水 裝置可以調節水壓，通過水壓轉換裝置上的開關可以控制供水為高壓水或者低壓水。
[0005] 本實用新型為解決上述技術問題的不足，所採用的技術方案是：
[0006] -種水力擴孔系統，包括高壓鑽杆、鑽頭和供水裝置，所述鑽頭包括鑽頭本體、高 低壓切換噴嘴和密封連接段，鑽頭本體和密封連接段通過高低壓切換噴嘴連接在一起，且 密封連接段與驅動鑽頭工作的鑽機上的高壓鑽杆連接，高壓鑽杆與供水裝置連接，鑽頭本 體上開設有通入低壓冷卻水的低壓水孔，高低壓切換噴嘴包括其內開設有與冷卻水連通的 通孔I的噴頭體，噴頭體的兩端分別與鑽頭本體和密封連接段連接，噴頭體上開設有垂直 其中心線分布的高壓出水孔，高壓出水孔和低壓出水孔均與通孔I連通，噴頭體的通孔I內 安裝有有一個在水壓作用下自動切換通孔I與高壓出水孔和低壓出水孔中連通關係的噴 嘴滑閥。
[0007] 噴嘴滑閥包括噴嘴體、彈簧、滑閥和噴嘴壓蓋，所述的噴嘴體為開設有沉孔的圓柱 體，且沉孔總深度小於噴嘴體的長度，沉孔的小孔段與高壓出水孔連通，其小孔段四周開設 有一端與低壓出水孔連通另一端與沉孔的大孔段連通的通孔II，所述的滑閥為一個兩頭直 徑小中間直徑大的變徑軸，且軸的中間開設有沿其軸向的通孔III，其中直徑小的一端上還 開設有沿其直徑方向的通孔IV，通孔IV與其軸向通孔III連通，滑閥滑動設置在噴嘴體上 的沉孔內且開設有通孔IV的一端伸入沉孔的小孔內，彈簧安裝在沉孔的小孔內並支撐滑 閥使得滑閥的大直徑的一端與沉孔的大孔底部構成腔體，且通孔IV和通孔II均與腔體連 通，滑閥通過固定在其另一端上的噴嘴壓蓋將其卡設在噴嘴體內。
[0008] 所述的供水裝置包括水源、電機、水泵和水壓轉換裝置，電機驅動水泵工作，水泵 的入水口通過入水管與水源連接，水泵的出水口通過出水管與水壓轉換裝置的入口連接， 水壓轉換裝置的出口通過水管連接在高壓鑽杆上。
[0009] 所述的彈簧的預緊力小於高壓冷卻水對噴嘴滑閥的衝力。
[0010] 所述的高壓出水孔內安裝有高壓噴嘴，且高壓噴嘴的出水方向與噴嘴滑閥的中軸 線呈30° -50°夾角。
[0011] 所述的滑閥的大直徑的與沉孔的大孔底部構成腔體的一端上安裝有密封墊片。
[0012] 所述的高壓鑽杆，包括複數段內部為中空結構的杆體，包括所述的杆體包括鑽孔 段、位於鑽孔段兩端的連接頭和連接座，所述連接頭包括外壁上設置有錐螺紋的錐螺紋接 頭和將錐螺紋接頭連接至鑽孔段上的密封段I，連接座包括開設有錐螺紋孔的錐螺紋座和 與密封段I配合的密封段II，所述的密封段I包括開設在杆體上的凹槽和安裝在凹槽內的 密封圈，所述的密封段II為內壁光滑且恰好與密封圈構成密封配合的光潔面。
[0013] 所述的杆體內開設有沿其長度方向貫通的冷卻孔。
[0014] 所述的杆體上開設有排屑槽且排屑槽為U型槽。
[0015] 本實用新型的有益效果是：本實用新型可以實現低壓水和高壓水雙通道，不需要 拔出更換鑽杆以及鑽頭即可實現，通過高低壓切換噴嘴可以實現通入高、低壓水的切換，當 通入低壓水時，此時彈簧的預緊力大於水壓對滑閥的作用力此時，滑閥與噴嘴體的沉孔構 成的腔體可以與通入的低壓水接通，在通入低壓水時，實現了高壓水通孔和低壓水通孔均 可以通水，在通入高壓水時，由於水壓對滑閥的作用力大於彈簧的預緊力，此時彈簧被壓 緊，滑閥與噴嘴體的沉孔構成的腔體被密封，此時只有高壓通水孔可以通水，從而實現了高 壓水和低壓水的自動切換，而且不需要拔出更換鑽頭即可實現，同時設置的供水裝置可以 調節水壓，通過水壓轉換裝置上的開關可以控制供水為高壓水或者低於水。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型的結構簡圖。
[0017] 圖2為本實用新型中鑽頭的結構示意圖。
[0018] 圖3為本實用新型中滑閥的結構示意圖。
[0019] 圖4為本實用新型中噴嘴體的結構示意圖。
[0020] 圖5為本實用新型中高壓鑽杆的結構示意圖。
[0021] 圖6為本實用新型中高壓鑽杆的配合安裝示意圖。
[0022] 圖示標記：1、密封連接段；2、噴頭體；201、通孔I ;3、高壓噴嘴；4、鑽頭本體；5、低 壓水孔；6、彈簧；7、高壓出水孔；8、噴嘴體；801、通孔II ;9、密封墊片；10、滑閥；1001、通孔 III ;11、噴嘴壓蓋；12、通孔IV ;13、高壓鑽杆；1301、密封段II ;1302、錐螺紋座；1303、鑽孔 段；1304、錐螺紋接頭；1305、密封段I ; 1306、冷卻孔；14、水源；15、入水管；16、電機；17、水 壓轉換裝置；18、水管；19、水泵。
【具體實施方式】
[0023] 圖中所示，【具體實施方式】如下：
[0024] -種水力擴孔系統，包括高壓鑽杆13、鑽頭和供水裝置，所述鑽頭包括鑽頭本體 4、高低壓切換噴嘴和密封連接段1，鑽頭本體4和密封連接段1通過高低壓切換噴嘴連接在 一起，且密封連接段1與驅動鑽頭工作的鑽機上的高壓鑽杆13連接，高壓鑽杆13與供水裝 置連接，鑽頭本體4上開設有通入低壓冷卻水的低壓水孔5,高低壓切換噴嘴包括其內開設 有與冷卻水連通的通孔1201的噴頭體2,噴頭體2的兩端分別與鑽頭本體4和密封連接段 1連接，噴頭體2上開設有垂直其中心線分布的高壓出水孔7,高壓出水孔7和低壓出水孔 5均與通孔1201連通，噴頭體2的通孔1201內安裝有有一個在水壓作用下自動切換通孔I 與高壓出水孔7和低壓出水孔5中連通關係的噴嘴滑閥。
[0025] 噴嘴滑閥包括噴嘴體8、彈簧6、滑閥10和噴嘴壓蓋11，所述的噴嘴體8為開設有 沉孔的圓柱體，且沉孔總深度小於噴嘴體8的長度，沉孔的小孔段與高壓出水孔7連通，其 小孔段四周開設有一端與低壓出水孔5連通另一端與沉孔的大孔段連通的通孔11801，所 述的滑閥10為一個兩頭直徑小中間直徑大的變徑軸，且軸的中間開設有沿其軸向的通孔 1111001，其中直徑小的一端上還開設有沿其直徑方向的通孔IV12,通孔IV12與其軸向通 孔III1001連通，滑閥10滑動設置在噴嘴體8上的沉孔內且開設有通孔IV12的一端伸入 沉孔的小孔內，彈簧6安裝在沉孔的小孔內並支撐滑閥10使得滑閥10的大直徑的一端與 沉孔的大孔底部構成腔體，且通孔IV12和通孔II801均與腔體連通，滑閥10通過固定在其 另一端上的噴嘴壓蓋11將其卡設在噴嘴體8內。
[0026] 所述的供水裝置包括水源14、電機16、水泵19和水壓轉換裝置17,電機16驅動水 泵19工作，水泵19的入水口通過入水管15與水源14連接，水泵19的出水口通過出水管 與水壓轉換裝置17的入口連接，水壓轉換裝置17的出口通過水管18連接在高壓鑽杆13 上。
[0027] 所述的彈簧6的預緊力小於高壓冷卻水對噴嘴滑閥的衝力。
[0028] 所述的高壓出水孔7內安裝有高壓噴嘴3,且高壓噴嘴3的出水方向與噴嘴滑閥的 中軸線呈30° -50°夾角。
[0029] 所述的滑閥10的大直徑的與沉孔的大孔底部構成腔體的一端上安裝有密封墊片 9〇
[0030] 所述的高壓鑽杆13,包括複數段內部為中空結構的杆體，包括所述的杆體包括鑽 孔段1303、位於鑽孔段1303兩端的連接頭和連接座，所述連接頭包括外壁上設置有錐螺紋 的錐螺紋接頭1304和將錐螺紋接頭1304連接至鑽孔段1303上的密封段11305,連接座包 括開設有錐螺紋孔的錐螺紋座1302和與密封段11305配合的密封段111301，所述的密封段 11305包括開設在杆體上的凹槽和安裝在凹槽內的密封圈，所述的密封段II1301為內壁光 滑且恰好與密封圈構成密封配合的光潔面。
[0031] 所述的杆體內開設有沿其長度方向貫通的冷卻孔1306。
[0032] 所述的杆體上開設有排屑槽且排屑槽為U型槽。
[0033] 本實用新型所列舉的技術方案和實施方式並非是限制，與本實用新型所列舉的技 術方案和實施方式等同或者效果相同方案都在本實用新型所保護的範圍內。
【權利要求】
1. 一種水力擴孔系統，包括高壓鑽杆（13)、鑽頭和供水裝置，其特徵在於：所述鑽頭包 括鑽頭本體（4)、高低壓切換噴嘴和密封連接段（1)，鑽頭本體（4)和密封連接段（1)通過 高低壓切換噴嘴連接在一起，且密封連接段（1)與驅動鑽頭工作的鑽機上的高壓鑽杆（13) 連接，高壓鑽杆（13)與供水裝置連接，鑽頭本體（4)上開設有通入低壓冷卻水的低壓水孔 (5)，高低壓切換噴嘴包括其內開設有與冷卻水連通的通孔I (201)的噴頭體（2)，噴頭體 (2)的兩端分別與鑽頭本體（4)和密封連接段（1)連接，噴頭體（2)上開設有垂直其中心線 分布的高壓出水孔（7)，高壓出水孔（7)和低壓出水孔（5)均與通孔I (201)連通，噴頭體 (2)的通孔I (201)內安裝有一個在水壓作用下自動切換通孔I (201)與高壓出水孔（7) 和低壓出水孔（5)中連通關係的噴嘴滑閥。
2. 根據權利要求1所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：噴嘴滑閥包括噴嘴體（8)、 彈簧（6)、滑閥（10)和噴嘴壓蓋（11)，所述的噴嘴體（8)為開設有沉孔的圓柱體，且沉孔總 深度小於噴嘴體（8)的長度，沉孔的小孔段與高壓出水孔（7)連通，其小孔段四周開設有一 端與低壓出水孔（5)連通另一端與沉孔的大孔段連通的通孔II (801)，所述的滑閥（10)為 一個兩頭直徑小中間直徑大的變徑軸，且軸的中間開設有沿其軸向的通孔III (1001)，其 中直徑小的一端上還開設有沿其直徑方向的通孔IV (12)，通孔IV (12)與其軸向通孔III (1001)連通，滑閥（10)滑動設置在噴嘴體（8)上的沉孔內且開設有通孔IV (12)的一端伸 入沉孔的小孔內，彈簧（6)安裝在沉孔的小孔內並支撐滑閥（10)使得滑閥（10)的大直徑 的一端與沉孔的大孔底部構成腔體，且通孔IV (12)和通孔II (801)均與腔體連通，滑閥 (10)通過固定在其另一端上的噴嘴壓蓋（11)將其卡設在噴嘴體（8)內。
3. 根據權利要求1所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的供水裝置包括水源 (14)、電機（16)、水泵（19)和水壓轉換裝置（17)，電機（16)驅動水泵（19)工作，水泵（19) 的入水口通過入水管（15)與水源（14)連接，水泵（19)的出水口通過出水管與水壓轉換裝 置（17)的入口連接，水壓轉換裝置（17)的出口通過水管（18)連接在高壓鑽杆（13)上。
4. 根據權利要求2所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的彈簧（6)的預緊力小 於高壓冷卻水對噴嘴滑閥的衝力。
5. 根據權利要求1所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的高壓出水孔（7)內安 裝有高壓噴嘴（3)，且高壓噴嘴（3)的出水方向與噴嘴滑閥的中軸線呈30° -50°夾角。
6. 根據權利要求1所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的滑閥（10)的大直徑 的與沉孔的大孔底部構成腔體的一端上安裝有密封墊片（9)。
7. 根據權利要求1所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的高壓鑽杆（13)，包括 複數段內部為中空結構的杆體，包括所述的杆體包括鑽孔段（1303)、位於鑽孔段（1303)兩 端的連接頭和連接座，所述連接頭包括外壁上設置有錐螺紋的錐螺紋接頭（1304)和將錐螺 紋接頭（1304)連接至鑽孔段（1303)上的密封段I (1305)，連接座包括開設有錐螺紋孔的 錐螺紋座（1302)和與密封段I (1305)配合的密封段II (1301)，所述的密封段I (1305) 包括開設在杆體上的凹槽和安裝在凹槽內的密封圈，所述的密封段II (1301)為內壁光滑 且恰好與密封圈構成密封配合的光潔面。
8. 根據權利要求7所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的杆體內開設有沿其 長度方向貫通的冷卻孔（1306)。
9. 根據權利要求7所述的一種水力擴孔系統，其特徵在於：所述的杆體上開設有排屑 槽且排屑槽為U型槽。
【文檔編號】E21B7/18GK203867461SQ201420302623
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】朱亞, 金少波 申請人:平頂山市安泰華礦用安全設備製造有限公司