一种煤矿钻孔用高压水辫的制作方法

本实用新型涉及煤层增透领域，尤其涉及一种煤矿钻孔用高压水辫。

背景技术：

随着我国煤炭行业的发展以及国民经济对煤炭需求的增大，煤炭产量不断提高，煤炭开采技术的革新成为制约煤炭开采的重要因素，尤其瓦斯抽取技术的发展更是沿着制约着煤炭产量的提高。目前常用的能提高瓦斯抽采效率的方法是高压水力冲孔技术和高压水力割缝技术，即首先用钻机对煤层进行钻孔，然后用高压水将钻孔后的煤层冲出大的穴洞，方便瓦斯的排放；但随着近年来煤层地质的开采深度的增加，相应的地质条件越来越差，煤层的“三软”特性越来越明显，瓦斯抽采的难度和效率也随之增加，随之对高压水力冲孔技术和高压水力割缝技术的发展也提出了更高的要求。为了使冲孔效果达到预期目标，钻杆要求在高压水喷射后仍能够保持旋转，而提供高压水的高压水辫也需要承受足够大的介质压力，才能将送水管的水输送到钻杆处，近年来对高压水辫承受的介质压力的要求从之前的0~3Mpa提高到10~50Mpa，部分特殊的高压水辫需要承受80~100Mpa的压力，但目前的高压水辫只能承受3MPa以内的介质压力，不足以使水力冲孔得到预期的效果，同时现有的高压水辫只能在钻杆静止时保持良好的密封性能，当钻杆旋转时高压水辫的密封性能会急剧的下降，影响高压水的输送，另外现有的高压水辫的耐用性差，在跟随钻杆转动的过程中磨损损害大，需要更换的频率很高，而且现有高压水辫连接有多种附属结构，结构复杂，会增加钻杆旋转的负荷，降低高压水输送的效率。

技术实现要素：

本实用新型提供一种煤矿钻孔用高压水辫，能够在保持钻杆旋转的同时，将高压水从送水管输送到钻杆处，并同时解决现有高压水辫具有的介质承载力低，零件磨损大，密封性不好的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种煤矿钻孔用高压水辫，分别与高压胶管和高压密封钻杆连接，包括内轴和旋转体，内轴沿左右方向水平设置，内轴的左端与高压胶管连接，旋转体的右端与高压密封钻杆连接，旋转体包括保护端盖和转动外体，内轴的右端水平穿过保护端盖且深入到转动外体的内部，内轴均与保护端盖和转动外体转动连接，保护端盖上设有台阶孔，从左到右依次为内径逐渐变大的第一台阶孔、第二台阶孔、第三台阶孔；转动外体的左部设有台阶孔，从左到右依次为内径逐渐变小的第四台阶孔、第五台阶孔、第六台阶孔；内轴上设置有环形凸起，环形凸起位于第四台阶孔内，第一台阶孔套在内轴上，第一台阶孔设有第一密封槽并装配有唇形密封圈，第三台阶孔为内螺纹孔，对应在转动外体左端设有外螺纹，保护端盖通过螺纹连接套在转动外体的左端；在环形凸起的两侧均设有轴承，轴承包括位于环形凸起左侧的左轴承和位于环形凸起右侧的右轴承，两个轴承的内圈均顶靠在环形凸起相应的左右侧面上，轴承位于第四台阶孔和内轴之间，第二台阶孔的右侧面向右顶靠在靠左轴承的外圈左侧上，第六台阶孔与内轴之间设有高压组合密封，第五台阶孔的左侧面向左顶靠在右轴承的外圈右侧上；内轴的内部设置有内轴排水通道，转动外体的内部设置有外体排水通道，内轴排水通道的右端与外体排水通道的左端连通。

进一步的，内轴通过快插公接头与高压胶管直接连接，快插公接头采用K型快插公接头或D型快插公接头。

进一步的，第一密封槽设置在第一台阶孔上与内轴接触的部分，第一密封槽环绕内轴设置，第一密封槽的开口朝向内轴的方向。

进一步的，转动外体的左端中部设置有水平向左的限位套，限位套的左端抵靠在第二台阶孔的右端面上，限位套的外圈设置有外螺纹，限位套的外圈与第三台阶孔的内圈螺纹连接，限位套的内圈与轴承的外圈连接。

进一步的，转动外体内侧壁上开设有环绕内轴设置的第二密封槽，第二密封槽为阶梯型密封槽，高压组合密封设置在第二密封槽的内部。

进一步的，轴承采用双列角接触轴承。

进一步的，内轴排水通道和外体排水通道的中心线重合且内径相同，内轴排水通道的右端和外体排水通道左端连通有缓冲通道，缓冲通道的内径与内轴的外径相同，内轴的右端面不与转动外体接触。

进一步的，第三台阶孔的内螺纹孔上和转动外体左端的外螺纹上的螺纹旋转方向与转动外体的转动方向相反。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：本实用采用内轴相对静止，转动外体相对旋转的双层分体方式，并且通过双列角接触轴承连接内轴和转动外体，能够使内轴和转动外体相对转动的同时不会在内轴的轴向方向发生相对窜动，采用快插公接头能够直接便捷的连接内轴和高压胶管，采用内轴排水通道和外体排水通道能够在输送高压水的过程中改变高压水的流动方向，采用唇形密封圈防止外界的杂质从内轴和保护端盖的缝隙进入到轴承的位置和内轴排水通道的内部，从而污染高压水辫的内部和对轴承造成污染，采用反向螺纹连接保护端盖和转动外体，能够保证保护端盖和外转动外体同步转动，同时保证反向螺纹在跟随保护端盖和转动外体转动的同时不会发生松对，采用两个双列角接触轴承能够进一步保证保护端盖和转动外体转动的稳定性，采用高压组合密封来防止高压水从转动外体和内轴的缝隙内泄漏，采用内轴排水通道和外体排水通道水平设置且直径相同方便高压水在高压水辫的内部的输送，采用第一台阶孔、第二台阶孔、环形凸起和转动外体阻止唇形密封圈和双列角接触轴承反正水平方向的移动，采用限位套来使转动外体和保护端盖连接更加紧密，采用第二密封槽在防止高压组合密封水平移动的同时，也使高压组合密封的密封效果更好，采用缓冲通道避免内轴的右端面与转动外体发生摩擦，总之本实用新型能够适应钻杆转动，能够承受的较大的介质压力，具有连接方便、抗磨损和密封性能好的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为保护端盖和限位套的连接示意图；

图3为高压组合密封和第二密封槽的连接示意图。

图中：1、内轴 2、旋转体 3、保护端盖 4、转动外体 5、唇形密封圈 6、轴承 7、环形凸起 8、高压组合密封 9、内轴排水通道 10、外体排水通道 11、第一密封槽 12、限位套 13、第二密封槽 14、缓冲通道 31、第一台阶孔 32、第二台阶孔 33、第三台阶孔 41、第四台阶孔 42、第五台阶孔 43、第六台阶孔 61、左轴承 62、右轴承 。

具体实施方式

实施例：如图1至图3所示，一种煤矿钻孔用高压水辫，包括内轴1和旋转体2，内轴1沿左右方向水平设置，内轴1的左端与高压胶管连接，本实例中内轴1和高压胶管连接方式可根据需要选择K型快插公接头或D型快插公接头与高压胶管连接，旋转体2的右端与高压密封钻杆的尾部连接，内轴1能在高压密封钻杆的带动下同步转动，在实际的应用中，高压胶管以及高压密封钻杆与高压水辫的连接均为现有技术，在此不作过多的阐述。旋转体2包括保护端盖3和转动外体4，保护端盖3设置转动外体4的左侧，内轴1的右端水平穿过保护端盖3且深入到转动外体4的内部，内轴1与保护端盖3和转动外体4均转动连接。

保护端盖3上设有台阶孔，从左到右依次为内径逐渐变大的第一台阶孔31、第二台阶孔32、第三台阶孔33；转动外体4的左部设有台阶孔，从左到右依次为内径逐渐变小的第四台阶孔41、第五台阶孔42、第六台阶孔43；内轴1上设置有环形凸起7，环形凸起7位于第四台阶孔41内，第一台阶孔31套在内轴1上，第三台阶孔33为内螺纹孔，保护端盖3通过螺纹连接套在转动外体4的左端；在环形凸起7的两侧均设有轴承6，轴承6采用型号为7006AC的双列角接触轴承，轴承6包括位于环形凸起7左侧的左轴承61和位于环形凸起7右侧的右轴承62，两个轴承6的内圈均顶靠在环形凸起7相应的左右侧面上，轴承6位于第四台阶孔41和内轴1之间，第二台阶孔32的右侧面向右顶靠在靠左轴承61的外圈左侧上，第五台阶孔42的左侧面向左顶靠在右轴承62的外圈右侧上，分别结合环形凸起7对左轴承61和右轴承62进行固定；第六台阶孔43与内轴1之间设有高压组合密封8，第六台阶孔43在高压组合密封8所处位置开设有环绕内轴1设置的第二密封槽13，第二密封槽13为阶梯型密封槽，第二密封槽13的左端内径小于右端内径，高压组合密封8竖直设置在第二密封槽13的内部，对内轴1和转动外体4之间的缝隙起到密封作用，高压组合密封8可根据需要设置一组或环绕内轴1设置多组，本实例中的高压组合密封8为一组，高压组合密封8为现有产品，内部结构不做详细的阐述。

第一台阶孔31上设有第一密封槽11并装配有密封圈，本实施例中采用唇形密封圈5，唇形密封圈5垂直于内轴1设置，唇形密封圈5环绕套设在内轴1的外侧壁上，第一密封槽11设置在第一台阶孔31与内轴1的接触处，第一密封槽11为环形且环绕内轴1设置，第一密封槽11的开口朝向内轴1，唇形密封圈5的外侧壁深入到第一密封槽11内部，能够有效防止外界的杂质从内轴1和保护端盖3的缝隙进入到轴承6和内轴排水通道9的内部；第四台阶孔41的左侧壁上有水平向左的限位套12且限位套12与保护外体4固定连接，限位套12的左端抵靠在第二台阶孔32的右端面上，限位套12的外圈设置有外螺纹，限位套12的内圈按压在轴承6的外圈，对轴承6起到固定作用，限位套12上的外螺纹和第三台阶孔33上内螺纹的螺纹旋转方向与转动外体4的转动方向相反，通过反向螺纹连接转动外体4和保护端盖3，来防止转动外体4转动引起的转动外体4和保护端盖3的连接松动。

内轴1的内部设置有内轴排水通道9，转动外体4的内部设置有外体排水通道10，内轴排水通道9和外体排水通道10的中心线重合且内径相同，内轴排水通道9通过设置在内轴排水通道9和外体排水通道10之间的缓冲通道14连接，缓冲通道14为内轴1和转动外体4围成的密闭空间，不会引起高压水的泄漏，缓冲通道14的内径与内轴1的外径相同，内轴排水通道9的右端与外体排水通道10的左端连通，内轴1的右端面不与转动外体4接触，能够防止内轴1的右端面和转动外体4长期摩擦，从而避免内轴1的端面磨损。

本实用新型在实施时，内轴1通过快插接头与高压胶管相连，转动外体4与高压密封钻杆尾部连接，内轴1跟随高压胶管保持静止，转动外体4和保护端盖3跟随高压密封钻杆同步转动，在轴承6的作用下转动外体4和保护端盖2围绕内轴1转动，唇形密封圈5防止外部杂质的进入高压水辫内部，高压组合密封7防止高压水不会在转动外体4相对内轴1旋转的过程中从转动外体4和内轴1的间隙中泄漏，保持高压水的压力不损失，高压水从高压胶管进入内轴排水通道9中，然后通过缓冲通道14进入到外体排水通道10中，接着传递到高压密封钻杆处，进行后续的排放以进行水力冲孔等作业，总之本实用新型具有连接方便、抗磨损和密封性能好的优点。