水控防反吸射流一体化装置的制作方法

本发明涉及一种水控防反吸射流一体化装置，尤其适用于煤矿井下高压水力割缝煤层增透中使用。

背景技术：

目前高压水力切割煤层增透技术在煤矿上得到了广泛应用，切割喷嘴直径一般为1.5mm~3.5mm，在大量使用过程中发现：拆装钻杆时，特别是在钻进上行钻孔时，钻杆内部的水在重力的作用下倒流，造成钻杆内部空间负压，从钻头部分会吸入钻孔内的杂质，在开启射流割缝时极易造成喷嘴堵塞；另外现有的机械式一体化钻头在钻进岩石和硬质煤层时，一体化开启效果较好，但对软煤层钻进时，由于煤层较软，造成钻头无法受压开启，冷却切割片效果不好，造成钻头损坏。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种结构简单、以进水量控制煤层割缝射流时机、通过防反吸结构保护切割喷嘴免于堵塞、使用安全可靠的一体化装置。

它包括锥型头高压密封钻杆、水控防反吸射流器、钻头；锥型头高压密封钻杆通过前端的钻杆锥形螺纹与水控防反吸射流器连接在一起，并通过锥型头高压密封钻杆前端o型圈使连接处处于密封状态；水控防反吸射流器通过前端的锥形螺纹与钻头连接。

锥型头高压密封钻杆安装o型圈处前端设置有锥形头。

水控防反吸射流器它包括射流体、密封头、压力弹簧、预压弹簧、硬质合金喷嘴、o型圈1、o型圈2、密封底座、导向螺柱；射流体上沿圆周方向上通过螺纹连接均布有三个导向螺柱，密封头圆周上均布有三个轨道滑槽，导向螺柱底端安装到密封头的轨道滑槽内部，密封底座安装于射流体内部，并通过o型圈2进行单项密封，密封底座前端分别安装有预压弹簧和压力弹簧，并通过密封头进行预压，硬质合金喷嘴焊接在射流体上，o型圈1安装与射流体前端的o型圈槽内。

密封头前端设置有锥型头，后端设置有凹槽，凹槽周边进行了倒角。

受水冲击力达到一定程度时密封头前端的锥型头与密封底座配合，产生密封作用。

密封头后端凹槽周边的倒角与锥型头高压密封钻杆前端的锥型头配合，产生密封作用。

钻头为市场上通用钻头即可。

本装置安装于矿用坑道钻机上使用，根据钻孔深度，增加锥型头高压密封钻杆（1）的数量即可，首尾通过钻杆锥形螺纹相连。

有益效果：本发明设有水控防反吸射流器,在正常打钻时，根据排粉要求供应相应的水量即可，当需要需要对煤层进行射流切割时，只需要加大水量，利用水的冲击力和背压关闭密封头，形成压力密封腔即可实现高压射流切割，利用水控关闭密封头，可以在软、硬煤层等各种阻力情况下，实现射流切割与钻进排粉的自由切换。

由于安装有预压弹簧，在拆卸钻杆时，水控防反吸射流器中的密封头通过与锥型头高压密封钻杆的锥型头配合，形成密封腔，能够有效防止钻头和硬质合金喷嘴处因负压吸入杂质，当再次加压进行射流切割时造成喷嘴堵塞。

水控防反吸射流器前端的钻头可以使用通用钻头。

附图说明

图1是水控防反吸射流一体化装置结构示意图；

图2是水控防反吸射流器结构示意图；

图3是密封头示意图；

图4是锥型头高压密封钻杆示意图；

图中：1-锥型头高压密封钻杆，2-水控防反吸射流器，3-钻头，4-射流体，5-密封头，6-压力弹簧，7-预压弹簧，8-硬质合金喷嘴，9-o型圈1,10-o型圈2，11-密封底座，12-导向螺柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：

如图2、图3所示，水控防反吸射流器（2）它包括射流体（4）、密封头（5）、压力弹簧（6）、预压弹簧（7）、硬质合金喷嘴（8）、o型圈1（9）、o型圈2（10）、密封底座（11）、导向螺柱（12）；射流体（4）上沿圆周方向上通过螺纹连接均布有三个导向螺柱（12），密封头（5）圆周上均布有三个轨道滑槽，导向螺柱（12）底端安装到密封头（5）的轨道滑槽内部，密封底座（11）安装于射流体（4）内部，并通过o型圈2（10）进行单项密封，密封底座（11）前端分别安装有预压弹簧（7）和压力弹簧（6），并通过密封头（5）进行预压，硬质合金喷嘴（8）焊接在射流体（4）上，o型圈1（9）安装与射流体（4）前端的o型圈槽内。

密封头（5）前端设置有锥型头，后端设置有凹槽，凹槽周边进行了倒角。

如图4所示，锥型头高压密封钻杆（1）安装o型圈处前端设置有锥形头。

如图1、如图2所示，水控防反吸射流一体化装置它包括锥型头高压密封钻杆（1）、水控防反吸射流器（2）、钻头（3）；锥型头高压密封钻杆（1）通过前端的钻杆锥形螺纹与水控防反吸射流器（2）连接在一起，并通过锥型头高压密封钻杆（1）前端o型圈使连接处处于密封状态；水控防反吸射流器（2）通过前端的锥形螺纹与钻头（3）连接。

密封头（5）后端凹槽周边的倒角与锥型头高压密封钻杆（1）前端的锥型头配合，产生密封作用。

受水冲击力达到一定程度时密封头（5）前端的锥型头与密封底座（11）配合，产生密封作用。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种水控防反吸射流一体化装置，尤其适用于煤矿井下高压水力割缝煤层增透中使用。它包括锥型头高压密封钻杆、水控防反吸射流器、钻头；煤矿使用高压水切割煤层增透技术中，在钻进上行钻孔,拆卸钻杆时，水在重力的作用下倒流，造成钻杆内部空间负压，从钻头部分会吸入钻孔内的杂质，在开启射流割缝时极易造成喷嘴堵塞；机械式一体化钻头在针对软煤层钻进切割时，钻头钻进和水力切割两状态不能自由切换，易造成钻头损坏；本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种结构简单、以进水量控制煤层割缝射流时机、通过防反吸结构保护切割喷嘴免于堵塞、使用安全可靠的一体化装置。

技术研发人员：张连军;朱善超;张海宾;王春利;郭佳朋;刘永鹏
受保护的技术使用者：徐州博安科技发展有限责任公司
技术研发日：2015.12.30
技术公布日：2017.07.07