一种水动力钻进割缝系统技术方案

一种水动力钻进割缝系统，适用于煤矿井下坑道钻进及煤层水力割缝中使用。利用带压水产生装置、水压控制器、水力推进系统、高压密封钻杆，带压水产生装置的出水口通过高压胶管与的水压控制器相连接，带压水通过调压装置将水压调整到需要的水压后，使带压水通过泄压保护装置入水口上的三通流到达水力推进系统中，带压水通过高压密封钻杆进入自旋转振动割缝装置，给其供高压水，自旋转振动割缝装置在高压水的带东西进行钻进割缝工作。其结构简单，使用带压水为动力源，钻进割缝效果好，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种水动力钻进割缝系统
本专利技术涉及一种水动力钻进割缝系统，尤其适用于煤矿井下坑道钻进及煤层水力割缝中使用。
技术介绍
目前使用的水动力钻进割缝系统，基本上是以液压油为液压媒体进行能量的传递，其存在以下不足：（1）现在矿井中的泵站基本上依靠人力或步履式运输，会造成人的劳动强度过大或者步履底盘过大，不宜在巷道内使用；（2）以液压油为媒介的液压系统，在使用和维护过程中，会对周边环境造成污染；（3）相对于以水为压力媒介，液压油具有来源不方便，价格高昂，且需要新增一套液压泵站等缺点；（4）此外，钻头需要通过钻杆施加推力次啊能够实现钻进，现在煤矿所使用的液压坑道钻机，在钻进过程中钻杆与钻孔壁的摩擦做功消耗了钻机的绝大部分功率。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种结构简单，使用带压水为动力源，钻进割缝效果好，安全可靠的水动力钻进割缝系统为实现上述目的，水动力钻进割缝系统，包括带压水产生装置、水压控制器、水力推进系统、高压密封钻杆，所述的带压水产生装置的出水口通过高压胶管与的水压控制器相连接，水压控制器通过高压胶管水与力推进系统连接，水力推进系统通过高压密封钻杆连接有自旋转振动割缝装置；所述水压控制器包括相互连接的调压装置和泄压保护装置，所述调压装置与带压水产生装置的出水口连接，泄压保护装置与调压装置通过高压胶管相连接；泄压保护装置包含先导控制阀、泄压阀和过滤器，泄压阀上设有进水口和回水口，泄压阀的进水口通过三通用高压胶管与设在水利推进系统上的高压密封钻杆连接，泄压阀内开有沟通进水口和回水口的管道，进水口管道处开与过滤器进水口相通的管道和测压口，测压口上设有水压表，进水口和回水口之间的管道中设有将管道封堵住的泄压阀芯，所述泄压阀芯包括设在进水口管道处的堵头，堵头上设有通过固定螺帽抵住堵头的泄压弹簧，所述固定螺母上开有与泄压弹簧相通的孔洞；所述先导控制阀包括先导控制阀阀体和先导控制阀阀芯，先导控制阀阀体上设有与泄压阀芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上设有与平衡腔连通的阀槽和与过滤器出水口相连的管道，阀槽上设有十字管状的阀门套筒，阀门套筒内设有与阀槽相匹配的控制阀芯，阀门套管上设有与泄压阀回水口相连的管道，所述控制阀芯包括纵向设置在十字管状的阀门套筒的压力滑竿和分别横向设置在压力滑竿两侧的滑竿定位推头，所述压力滑竿头部与阀槽之间设有起跳针阀，压力滑竿两侧设有滑道卡槽，滑竿定位推头头部分别与压力滑竿两侧的滑道卡槽相接触，压力滑竿尾部设有压力弹簧，阀门套筒顶端设有压紧螺母，通过压力弹簧将压力滑竿连带起跳针阀抵在阀槽中，所述滑竿定位推头尾部设有定位弹簧，通过压紧螺母固定在阀门套筒两侧，通过定位弹簧将滑竿定位推头抵在压力滑竿两侧的滑道卡槽中；所述水力推进系统包括连接架体，连接架体上安装有滑板，滑板上设有双作用水缸和水力旋转马达，双作用水压缸和水力旋转马达通过高压胶管分别连接有控制阀组，所述高压密封钻杆为中空结构，高压密封钻杆公头上设有密封圈。所述的自旋转振动割缝装置包括冲击活塞套和设置在活塞缸套内的冲击活塞杆，冲击活塞杆上设有大活塞和小活塞，大活塞和小活塞与冲击活塞套形成大活塞腔和小活塞腔，冲击活塞杆的尾部设有螺旋花键，头部设有花键，内部设有带压水通道，所述冲击活塞杆的小活塞前端开有与带压水通道连接的通水孔，大活塞内部设有与带压水通道相通的大活塞带压水管道，带压水管道出口处设有换向阀，换向阀上装有密封圈及两头用来开关带压水管道的针阀，冲击活塞杆头部通过花键与水压旋转头相连接，冲击活塞套的前端固定有穿过水压旋转头的定位螺母，水压旋转头上设有带侧面射流孔的钻头，冲击活塞套连接有定位连接体，定位连接体内部设有与冲击活塞杆尾部螺旋花键相匹配的超越离合器，定位连接体尾部设有方便螺纹连接冲击活塞杆的连接头；所述水压控制器包括的调压装置和泄压保护装置之间相互串联，或者通过三通相互并联，再通过三通连接到水利推进系统上；所述带压水产生装置为压水发生器、乳化液泵站或自然落差带压水装置，带压水产生装置产生的压力水压力范围为0-150Mpa，最佳工作压力值为2-100Mpa；所述调压装置型号为BO-TK01；所述钻头上设有金刚石切割刀片和小截齿，钻头周边设有切割射流水孔，实现带压水射流切割，所述钻头与水压旋转头为一体式或者分体均可。有益效果：本专利技术设有带压水产生装置，通过带压水推动设备工作，不使用液压油，成本低，环保效果好，带压水产生装置连接调压装置和泄压保护装置，可以根据不同的情况使用不同的带压水驱动整个设备，实现自旋转振动割缝装置的震动和钻进切割动作，同时在压力过高时还能降压力泄出，从而保护人员安全，当异常高压问题排除后，复位泄压保护装置从而使整个系统能个马上继续正常工作；通过水利推进系统的双作用水缸和水力旋转马达，给高压密封杆提供震动和冲击力，在震动和钻进切割动作同时提供冲击动力，有效破碎岩石，提高切割岩石钻进的效率；通过高压密封钻杆设有自旋转振动割封装置，通过高压水使其振动旋转，带动设在上面的钻头实现旋转与切割煤层，其结构简单，使用方便，只是用带压水即可完成对煤层的钻进和切割，成本低，效果好。附图说明图1是本专利技术的连接框图；图2是本专利技术的自旋转振动割缝装置结构图；图3是本专利技术的冲击活塞杆示意图；图4是本专利技术的活塞缸套与冲击活塞杆放大示意图；图5是本专利技术的泄压保护装置结构图；图6是本专利技术的先导控制阀结构图；图中：1-连接头，2-超越离合器，3-定位连接体，4-冲击活塞杆，5-活塞缸套，6-定位销钉，7-固定螺母，8-水压旋转头，9-换向阀,10-大活塞，11-小活塞，12-螺旋花键，13-花键，14-排水孔，15-小活塞腔，16-通水孔，17-大活塞腔，18-带压水管道，19-先导控制阀，20-泄压阀，21-过滤器，22-回水口，23-进水口，24-测压口，25-堵头，26-泄压阀芯，27-泄压弹簧，28-平衡强，29-起跳针阀，30-压力滑竿，31-滑竿定位推头，32-定位弹簧，33-压力弹簧，34-压紧螺母。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的说明：如图1所示，本专利技术的水动力钻进割缝系统，包括带压水产生装置、水压控制器、水力推进系统、高压密封钻杆，所述的带压水产生装置的出水口通过高压胶管与的水压控制器相连接，水压控制器通过高压胶管水与力推进系统连接，水力推进系统通过高压密封钻杆连接有自旋转振动割缝装置；所述水压控制器包括相互连接的调压装置和泄压保护装置，所述调压装置与带压水产生装置的出水口连接，泄压保护装置与调压装置通过高压胶管相连接；如图5所示，泄压保护装置包含先导控制阀19、泄压阀20和过滤器21，泄压阀上设有进水口23和回水口22，泄压阀的进水口23通过三通用高压胶管与设在水利推进系统上的高压密封钻杆连接，泄压阀20内开有沟通进水口和回水口的管道，进水口管道处开与过滤器21进水口相通的管道和测压口24，测压口24上设有水压表，进水口23和回水口22之间的管道中设有将管道封堵住的泄压阀芯26，所述泄压阀芯26包括设在泄压阀进水口管道处的堵头25，堵头25上设有通过固定螺帽抵住堵头的泄压弹簧27，所述固定螺母上开有与泄压弹簧27相通的孔洞；如图6所示，所述先导控制阀19包括先导控制阀阀体和先导控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水动力钻进割缝系统，包括带压水产生装置、水压控制器、水力推进系统、高压密封钻杆，其特征在于：所述的带压水产生装置的出水口通过高压胶管与的水压控制器相连接，水压控制器通过高压胶管水与力推进系统连接，水力推进系统通过高压密封钻杆连接有自旋转振动割缝装置；所述水压控制器包括调压装置和泄压保护装置，所述调压装置与带压水产生装置的出水口连接，泄压保护装置与调压装置通过高压胶管相连接；泄压保护装置包含先导控制阀、泄压阀和过滤器，泄压阀上设有进水口和回水口，泄压阀的进水口通过三通用高压胶管与设在水利推进系统上的高压密封钻杆连接，泄压阀内开有沟通进水口和回水口的管道，进水口管道处开与过滤器进水口相通的管道和测压口，测压口上设有水压表，进水口和回水口之间的管道中设有将管道封堵住的泄压阀芯，所述泄压阀芯包括设在进水口管道处的堵头，堵头上设有通过固定螺帽抵住堵头的泄压弹簧，所述固定螺母上开有与泄压弹簧相通的孔洞；所述先导控制阀包括先导控制阀阀体和先导控制阀阀芯，先导控制阀阀体上设有与泄压阀芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上设有与平衡腔连通的阀槽和与过滤器出水口相连的管道，阀槽上设有十字管状的阀门套筒，阀门套筒内设有与阀槽相匹配的控制阀芯，阀门套管上设有与泄压阀回水口相连的管道，所述控制阀芯包括纵向设置在十字管状的阀门套筒的压力滑竿和分别横向设置在压力滑竿两侧的滑竿定位推头，所述压力滑竿头部与阀槽之间设有起跳针阀，压力滑竿两侧设有滑道卡槽，滑竿定位推头头部分别与压力滑竿两侧的滑道卡槽相接触，压力滑竿尾部设有压力弹簧，阀门套筒顶端设有压紧螺母，通过压力弹簧将压力滑竿连带起跳针阀抵在阀槽中，所述滑竿定位推头尾部设有定位弹簧，通过压紧螺母固定在阀门套筒两侧，通过定位弹簧将滑竿定位推头抵在压力滑竿两侧的滑道卡槽中；所述水力推进系统包括连接架体，连接架体上安装有滑板，滑板上设有双作用水缸和水力旋转马达，双作用水压缸和水力旋转马达通过高压胶管分别连接有控制阀组，所述高压密封钻杆为中空结构，高压密封钻杆公头上设有密封圈。...

【技术特征摘要】
1.一种水动力钻进割缝系统，包括带压水产生装置、水压控制器、水力推进系统、高压密封钻杆，其特征在于：所述的带压水产生装置的出水口通过高压胶管与水压控制器相连接，水压控制器通过高压胶管与水力推进系统连接，水力推进系统通过高压密封钻杆连接有自旋转振动割缝装置；所述水压控制器包括调压装置和泄压保护装置，所述调压装置与带压水产生装置的出水口连接，泄压保护装置与调压装置通过高压胶管相连接；泄压保护装置包含先导控制阀、泄压阀和过滤器，泄压阀上设有进水口和回水口，泄压阀的进水口通过三通用高压胶管与设在水力推进系统上的高压密封钻杆连接，泄压阀内开有沟通进水口和回水口的管道，进水口管道处开与过滤器进水口相通的管道和测压口，测压口上设有水压表，进水口和回水口之间的管道中设有将管道封堵住的泄压阀芯，所述泄压阀芯包括设在进水口管道处的堵头，堵头上设有通过固定螺帽抵住堵头的泄压弹簧，所述固定螺帽上开有与泄压弹簧相通的孔洞；所述先导控制阀包括先导控制阀阀体和先导控制阀阀芯，先导控制阀阀体上设有与泄压阀芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上设有与平衡腔连通的阀槽和与过滤器出水口相连的管道，阀槽上设有十字管状的阀门套筒，阀门套筒内设有与阀槽相匹配的控制阀芯，阀门套筒上设有与泄压阀回水口相连的管道，所述控制阀芯包括纵向设置在十字管状的阀门套筒的压力滑竿和分别横向设置在压力滑竿两侧的滑竿定位推头，所述压力滑竿头部与阀槽之间设有起跳针阀，压力滑竿两侧设有滑道卡槽，滑竿定位推头头部分别与压力滑竿两侧的滑道卡槽相接触，压力滑竿尾部设有压力弹簧，阀门套筒顶端设有压紧螺母，通过压力弹簧将压力滑竿连带起跳针阀抵在阀槽中，所述滑竿定位推头尾部设有定位弹簧，通过压紧螺母固定在阀门套筒两侧，通过定位弹簧将滑竿定位推头抵在压力滑竿两侧的滑道卡槽中；所述水力推进系统包括连接架体，连接架体上安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连军，朱善超，张海宾，
申请(专利权)人：徐州博安科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32