【技术实现步骤摘要】
一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置
本专利技术涉及一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,适用于普氏硬度系数较高(f>10)的巷道或隧道岩体掘进施工。
技术介绍
目前,煤炭开采已经逐渐向深层和复杂地层发展,对深层、复杂地层煤炭资源安全高效开采技术和装备提出了更高的要求和新的挑战。由于地应力的增大,通常深层、复杂地层煤岩的弹性模量、硬度和破坏强度等随之增大,单轴抗压强度往往达到150MPa以上。虽然爆破掘进法具有灵活、方便、成本低、适应性强以及不受地质条件变化影响的特点,但其存在工序多、安全性低、掘进效率低等缺点。机械切削破岩时刀具磨损严重、消耗量大,主要用于切削破碎普氏硬度系数f≤8的煤岩;机械冲击可以破碎大部分煤岩,但在坚硬煤岩(f>10)中工作存在球齿磨损严重和脱落、破岩效率低以及粉尘量大等问题,大大降低了机械冲击破岩能力、效率以及设备使用寿命和可靠性,如何实现坚硬煤岩的安全高效破碎已经成为深层、复杂地层煤炭等矿体资源高效开发的关键问题和难点。目前,对于坚硬岩石(f>10)钻孔、切缝、压裂一体化的技术尚未出现,并且该项技术目前还存在岩道密封困难等众多难题急需克服,以确保在高压磨料的作用下,已经切出的环形缝隙可以被压裂。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足,本专利技术提供一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,该装置能够实现坚硬岩体钻孔—切缝—压裂一体化作业方式,具有碎落坚硬岩体能力强、效率高和产尘量低的优点。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是:主要由油缸支撑座、推进油缸、导轨、回转驱动装置、橡胶圈、反向挤压环、钻杆、钻头、流道轴、旋转密封轴 ...
【技术保护点】
1.一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,其特征是:主要由油缸支撑座(1)、推进油缸(2)、导轨(3)、回转驱动装置(5)、橡胶圈(6)、反向挤压环(7)、钻杆(8)、钻头(9)、流道轴(10)、旋转密封轴(11)和旋转密封套(12)组成;所述的油缸支撑座(1)固定在导轨(3)的后端,回转驱动装置(5)与导轨(3)滑动相连,推进油缸(2)固定在油缸支撑座(1)上,推进油缸活塞杆(2‑1)与回转驱动装置(5)相连,回转驱动装置(5)的输出轴(5‑4)前端与钻杆(8)后端、钻杆(8)前端与钻头(9)后端均可拆卸式连接,安装在输出轴(5‑4)和钻杆(8)内部的流道轴(10)与钻头(9)后端配合连接,旋转密封套(12)固定在回转驱动装置(5)的后端,旋转密封轴(11)穿过旋转密封套(12)与流道轴(10)相连,橡胶圈(6)固定在回转驱动装置(5)的前端并与反向挤压环(7)相连;由旋转密封套(12)侧部的磨料液输入口(12‑3)输入的高压磨料经旋转密封轴(11)、流道轴(10)以及钻头(9)内部的流道分别引入至钻头(9)前端和侧部的喷嘴(9‑4)。
【技术特征摘要】
1.一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,其特征是:主要由油缸支撑座(1)、推进油缸(2)、导轨(3)、回转驱动装置(5)、橡胶圈(6)、反向挤压环(7)、钻杆(8)、钻头(9)、流道轴(10)、旋转密封轴(11)和旋转密封套(12)组成;所述的油缸支撑座(1)固定在导轨(3)的后端,回转驱动装置(5)与导轨(3)滑动相连,推进油缸(2)固定在油缸支撑座(1)上,推进油缸活塞杆(2-1)与回转驱动装置(5)相连,回转驱动装置(5)的输出轴(5-4)前端与钻杆(8)后端、钻杆(8)前端与钻头(9)后端均可拆卸式连接,安装在输出轴(5-4)和钻杆(8)内部的流道轴(10)与钻头(9)后端配合连接,旋转密封套(12)固定在回转驱动装置(5)的后端,旋转密封轴(11)穿过旋转密封套(12)与流道轴(10)相连,橡胶圈(6)固定在回转驱动装置(5)的前端并与反向挤压环(7)相连;由旋转密封套(12)侧部的磨料液输入口(12-3)输入的高压磨料经旋转密封轴(11)、流道轴(10)以及钻头(9)内部的流道分别引入至钻头(9)前端和侧部的喷嘴(9-4)。2.根据权利要求1所述的一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,其特征是:所述的回转驱动装置(5)由电机(5-1)、齿轮Ⅰ(5-2)、壳体(5-3)、输出轴(5-4)、盖板Ⅱ(5-5)、齿轮Ⅱ(5-6)和盖板Ⅰ(5-7)组成,盖板Ⅰ(5-7)和盖板Ⅱ(5-5)分别安装在回转驱动装置(5)的两端,固定在盖板Ⅰ(5-7)上的两个电机(5-1)其输出轴通过键与齿轮Ⅰ(5-2)相连,齿轮Ⅱ(5-6)通过键连接在输出轴(5-4)上并与齿轮Ⅰ(5-2)相啮合,两个电机(5-1)转向相同,共同驱动输出轴(5-4)旋转;旋转密封套(12)固定在盖板Ⅰ(5-7)上,橡胶圈(6)固定在盖板Ⅱ(5-5)的前端。3.根据权利要求2所述的一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,其特征是:所述的回转驱动装置的输出轴(5-4)的前端具有一个圆柱形凸台Ⅰ(5-4-3),圆柱形凸台Ⅰ(5-4-3)上设有外螺纹,输出轴(5-4)的后端具有一个圆环结构,圆环结构上加工有键槽Ⅰ(5-4-1),齿轮Ⅱ(5-6)通过键连接在键槽Ⅰ(5-4-1)处,输出轴(5-4)的内部为中空的通孔Ⅰ(5-4-2),在通孔Ⅰ(5-4-2)后端加工长键槽(5-4-4),输出轴(5-4)内部的流道轴(10)与输出轴(5-4)键连接并且通过此长键槽(5-4-4)与输出轴(5-4)相对滑动。4.根据权利要求1或2或3所述的一种坚硬岩石钻孔切缝压裂一体装置,其特征是:在所述旋转密封套(12)后端的外圆上设有磨料液输入口(12-3),磨料液输...
【专利技术属性】
技术研发人员:江红祥,蔡芝源,刘送永,杜长龙,刘后广,孟德远,孟德光,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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