一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具制造技术

一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具，包括高压水输送系统、水枪伸缩系统、控制系统、排渣系统和支撑系统，本实用新型专利技术适用于矿产的水力开采，在水力开采的过程中，可通过地表遥控钻具控制室内的电磁阀液体流动方向，来控制液压缸活塞杆的运动方向，从而控制水枪的伸缩，在水枪伸缩过程中，通过位移控制器控制液压缸活塞杆的行程，实现在钻孔水力开采的过程中，水枪可以按实际工况调节伸出长度的目的。本实用新型专利技术不同于传统的固定式水枪，水枪伸出长度调节自由，水枪伸出收回方便，可根据设计控制水枪喷嘴与目标岩石的距离，避免了淹没射流造成高压水能量的减弱，从而提高高压水射流的能量利用率，达到增加开采效率的目的。

A Hydraulic Electrically Controlled Telescopic Hydraulic Drilling Tool Suitable for Drilling Hydraulic Mining

A hydraulic telescopic hydraulic drilling tool suitable for drilling hydraulic mining includes high pressure water conveying system, water gun telescopic system, control system, slag discharging system and support system. The utility model is suitable for hydraulic mining of minerals. In the process of hydraulic mining, the electromagnetic valve liquid flow direction in the chamber can be controlled by surface telecontrol drilling tool to control the piston of hydraulic cylinder. The movement direction of the rod controls the expansion of the water gun. In the process of the expansion of the water gun, the displacement controller controls the stroke of the piston rod of the hydraulic cylinder. In the process of drilling and hydraulic mining, the water gun can adjust the extension length according to the actual working conditions. The utility model is different from the traditional fixed water gun. The length of the water gun can be adjusted freely and the water gun can be extended and retrieved conveniently. The distance between the water gun nozzle and the target rock can be controlled according to the design, thus avoiding the reduction of high-pressure water energy caused by submerged jet, thereby improving the energy utilization rate of high-pressure water jet and achieving the purpose of increasing mining efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具
本技术涉及一种适用于钻孔水力开采的伸缩式水力开采钻具，特别是涉及一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具。
技术介绍
钻孔水力开采技术是先在目标区钻孔，然后将高压水枪放置在钻孔内目标矿层深度处，利用高压射出的高速流体携带的能量破碎岩石，最后破碎的岩石与钻井液形成固液混合物，由地表装置抽吸至地表，然后对矿浆进行分离提取矿物的开采方法。钻孔水力开采技术具有开采成本低、生产效率高、对周围环境影响小等优点。传统的水力开采钻具其高压水喷嘴固定在钻具外壁，喷嘴位置不可移动，在矿层破碎区的半径逐渐变大的过程中，高压水喷出后受到的破碎区内钻井液及矿渣的阻力也随之增大，导致高压水破碎岩石的能量急剧降低，极大地降低了水力开采的生产效率。为了解决上述问题，公开号为“CN104018840A”的中国专利文献中公开了一种基于棘爪锁紧机构的伸缩式水力开采钻具，但该钻具只能在水枪张开至最大角度时，才能通过解卡装置解卡，收回水枪。公告号为“CN203961980U”的中国专利文献中公开了一种基于弹簧卡头控制的伸缩式水力开采钻具，但该钻具在有钻井液的条件下工作时，夹紧力不够，水枪固定不可靠，而且在水枪未伸出至最大角度时，水枪无法收回。公告号为“CN104018838B”的中国专利文献公开了一种用于钻孔水力开采的电控单动伸缩钻具及公告号为“CN104005767B”的中国专利文献公开了一种用于钻孔水力开采的电控伸缩钻具，电控伸缩式水力开采钻具通过工控系统控制，通过电机、行星减速机、滚珠丝杠配合实现水枪臂的伸缩，另外，还需内置电源以供电机工作，结构相对复杂，对工作环境要求苛刻，工作稳定性相对较差；并且电控单动式除了上述不足外，还需增加单动机构、单动机构驱动电机，从而加大了钻具结构的复杂性。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具，在水力开采的过程中，可以用遥控器在地表远程控制钻具控制室内电磁阀箱的工作状态，从而控制水枪的伸缩，在传统水力开采钻具优势的基础上，实现水枪与目标矿体距离的可控调节。为了达到上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具，其特征在于，包括高压水输送系统、水枪伸缩系统、控制系统、排渣系统及支撑系统，所述高压水输送系统包括分液接头、引流器、旋转接头坐、旋转接头及水枪，所述分液接头的上端与地表高压水源连接，分液接头的下端穿过坐环与中心轴上接头连接，分液接头中间开有沿其径向设置的液体流通通道；所述引流器的上部具有环形腔，在所述环形腔内设有与分液接头的液体流通通道等高的环形开口，并且环形开口与分液接头的液体流通通道密封连接；所述旋转接头坐的上端与引流器的下端密封连接，旋转接头坐的下端与旋转接头的上端密封连接；所述旋转接头的下端与水枪密封连接；所述水枪伸缩系统包括液压油缸、液压缸、液压泵、电磁阀箱及顶杆，其中液压油缸穿过撑托器的下部坐于控制室顶端盖上，液压油缸具有中心通孔；液压泵的吸液口与液压油缸的排液口相连，液压泵的排液口与电磁阀箱的进液口相连，电磁阀箱的回液口与液压油缸的回液口相连，电磁阀箱的两个排液口，分别为第一排液口、第二排液口，第一排液口与液压缸的上腔相连，第二排液口与液压缸的下腔相连，液压缸的活塞杆通过销子连接于顶杆下端，顶杆上端通过销子连接在水枪上；所述控制系统包括分线器、遥控箱、液压缸、电磁阀箱、位移控制器、控制室顶端盖、控制室底端盖及控制室密封管，分线器的正极与位于地表上的电滑环的负极相连，该电滑环与遥控器相连，分线器的负极分别与遥控箱的正极、位移控制器的正极相连，遥控箱的负极分别与电磁阀箱、液压泵相连，位移控制器的位移传感器连接在液压缸的顶端；控制室密封管的一端与控制室顶端盖密封连接，控制室密封管的另一端与控制室底端盖密封连接，控制室密封管、控制室顶端盖及控制室底端盖形成的密封腔用于容置所述控制系统；所述排渣系统包括排渣管，排渣管的上端穿过旋转接头坐的通孔与地表设备连通，排渣管的下端连接在控制室顶端盖上，钻具工作时，排渣管用于将孔底破碎的岩屑在水力的输送下排至地表；所述支撑系统包括坐环、中心轴上接头、中心轴下接头、中心轴、撑托器及保护管，坐环用于支撑分液接头及引流器，中心轴的上端通过中心轴上接头和中心轴下接头配合固定在旋转接头坐上，中心轴的下端固定在控制室顶端盖上，撑托器的上端通过螺栓连接在控制室顶端盖上，撑托器的下端通过螺纹连接在控制室底端盖上，电磁阀箱及遥控箱安装在撑托器的托盘上，位移控制器安装在撑托器的翼板上；保护管用于容纳中心轴下接头、中心轴、旋转接头、水枪及排渣管，保护管的顶端与控制室顶端盖连接，保护管的底端与旋转接头坐连接，保护管的侧壁设有沿轴向贯穿的开口，该开口为水枪伸出和缩回的通道。所述的一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具还包括用于固定液压泵的液压泵支架，液压泵支架安装在撑托器的托盘上。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：本技术在水力开采的过程中，可通过遥控器在地表远程控制钻具控制室内的电磁阀液体流动方向来控制液压缸的运动方向，从而控制水枪的伸缩，在水枪伸缩过程中，通过位移控制器控制液压缸的行程，实现在钻孔水力开采的过程中，水枪可以按实际工况调节伸出长度的目的。本技术不同于传统的固定式水枪，水枪伸出长度调节自由，水枪伸出收回方便，同时可以控制水枪喷嘴与目标岩石的距离，避免了淹没射流造成高压水能量的减弱，从而提高高压水射流的能量利用率，达到增加开采效率的目的；同时本技术提供的钻具通过位移控制器和电磁阀箱控制液压系统实现水枪臂的伸缩，结构简单，对工作环境适应能力较强，在井下工作安全、稳定。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步详细的说明。图1是本技术实施例中适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具的整体结构图。图2是本技术实施例中适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具装配图一。图3是图2的局部放大图一。图4是图2的局部放大图二。图5是本技术实施例中适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具装配图二。图6是图5的局部放大图一。图7是本技术实施例中适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具控制原理图。图中各标记如下：1-分液接头，2-引流器，3-坐环，4-中心轴上接头，5-旋转接头坐，6-中心轴下接头，7-中心轴，8-旋转接头，9-顶杆，10-水枪，11-分线器，12-位移控制器，13-液压泵支架，14-电磁阀箱，15-控制室底端盖，16-液压油缸，17-遥控箱，18-撑托器，19-控制室顶端盖，20-排渣管，21-液压缸，22-液压泵，23-液压泵底座，24-保护管，25-控制室密封管。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。如图1至图7所示，本技术提出的一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具包括高压水输送系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具，其特征在于，包括高压水输送系统、水枪伸缩系统、控制系统、排渣系统及支撑系统，所述高压水输送系统包括分液接头(1)、引流器(2)、旋转接头坐(5)、旋转接头(8)及水枪(10)，所述分液接头(1)的上端与地表高压水源连接，分液接头(1)的下端穿过坐环(3)与中心轴上接头(4)连接，分液接头(1)中间开有沿其径向设置的液体流通通道；所述引流器(2)的上部具有环形腔，在所述环形腔内设有与分液接头(1)的液体流通通道等高的环形开口，并且环形开口与分液接头(1)的液体流通通道密封连接；所述旋转接头坐(5)的上端与引流器(2)的下端密封连接，旋转接头坐(5)的下端与旋转接头(8)的上端密封连接；所述旋转接头(8)的下端与水枪(10)密封连接；所述水枪伸缩系统包括液压油缸(16)、液压缸(21)、液压泵(22)、电磁阀箱(14)及顶杆(9)，其中液压油缸(16)穿过撑托器(18)的下部坐于控制室顶端盖(19)上，液压油缸(16)具有中心通孔；液压泵(22)的吸液口与液压油缸(16)的排液口相连，液压泵(22)的排液口与电磁阀箱(14)的进液口相连，电磁阀箱(14)的回液口与液压油缸(16)的回液口相连，电磁阀箱(14)的两个排液口，分别为第一排液口、第二排液口，第一排液口与液压缸(21)的上腔相连，第二排液口与液压缸(21)的下腔相连，液压缸(21)的活塞杆通过销子连接于顶杆(9)下端，顶杆(9)上端通过销子连接在水枪(10)上；所述控制系统包括分线器(11)、遥控箱(17)、液压缸(21)、电磁阀箱(14)、位移控制器(12)、控制室顶端盖(19)、控制室底端盖(15)及控制室密封管(25)，分线器(11)的正极与位于地表上的电滑环的负极相连，该电滑环与遥控器相连，分线器(11)的负极分别与遥控箱(17)的正极、位移控制器(12)的正极相连，遥控箱(17)的负极分别与电磁阀箱(14)、液压泵(22)相连，位移控制器(12)的位移传感器连接在液压缸(21)的顶端；控制室密封管(25)的一端与控制室顶端盖(19)密封连接，控制室密封管(25)的另一端与控制室底端盖(15)密封连接，控制室密封管(25)、控制室顶端盖(19)及控制室底端盖(15)形成的密封腔用于容置所述控制系统；所述排渣系统包括排渣管(20)，排渣管(20)的上端穿过旋转接头坐(5)的通孔与地表设备连通，排渣管(20)的下端连接在控制室顶端盖(19)上，钻具工作时，排渣管(20)用于将孔底破碎的岩屑在水力的输送下排至地表；所述支撑系统包括坐环(3)、中心轴上接头(4)、中心轴下接头(6)、中心轴(7)、撑托器(18)及保护管(24)，坐环(3)用于支撑分液接头(1)及引流器(2)，中心轴(7)的上端通过中心轴上接头(4)和中心轴下接头(6)配合固定在旋转接头坐(5)上，中心轴(7)的下端固定在控制室顶端盖(19)上，撑托器(18)的上端通过螺栓连接在控制室顶端盖(19)上，撑托器(18)的下端通过螺纹连接在控制室底端盖(15)上，电磁阀箱(14)及遥控箱(17)安装在撑托器(18)的托盘上，位移控制器(12)安装在撑托器(18)的翼板上；保护管(24)用于容纳中心轴下接头(6)、中心轴(7)、旋转接头(8)、水枪(10)及排渣管(20)，保护管(24)的顶端与控制室顶端盖(19)连接，保护管(24)的底端与旋转接头坐(5)连接，保护管(24)的侧壁设有沿轴向贯穿的开口，该开口为水枪(10)伸出和缩回的通道。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于钻孔水力开采的液压电控伸缩式水力开采钻具，其特征在于，包括高压水输送系统、水枪伸缩系统、控制系统、排渣系统及支撑系统，所述高压水输送系统包括分液接头(1)、引流器(2)、旋转接头坐(5)、旋转接头(8)及水枪(10)，所述分液接头(1)的上端与地表高压水源连接，分液接头(1)的下端穿过坐环(3)与中心轴上接头(4)连接，分液接头(1)中间开有沿其径向设置的液体流通通道；所述引流器(2)的上部具有环形腔，在所述环形腔内设有与分液接头(1)的液体流通通道等高的环形开口，并且环形开口与分液接头(1)的液体流通通道密封连接；所述旋转接头坐(5)的上端与引流器(2)的下端密封连接，旋转接头坐(5)的下端与旋转接头(8)的上端密封连接；所述旋转接头(8)的下端与水枪(10)密封连接；所述水枪伸缩系统包括液压油缸(16)、液压缸(21)、液压泵(22)、电磁阀箱(14)及顶杆(9)，其中液压油缸(16)穿过撑托器(18)的下部坐于控制室顶端盖(19)上，液压油缸(16)具有中心通孔；液压泵(22)的吸液口与液压油缸(16)的排液口相连，液压泵(22)的排液口与电磁阀箱(14)的进液口相连，电磁阀箱(14)的回液口与液压油缸(16)的回液口相连，电磁阀箱(14)的两个排液口，分别为第一排液口、第二排液口，第一排液口与液压缸(21)的上腔相连，第二排液口与液压缸(21)的下腔相连，液压缸(21)的活塞杆通过销子连接于顶杆(9)下端，顶杆(9)上端通过销子连接在水枪(10)上；所述控制系统包括分线器(11)、遥控箱(17)、液压缸(21)、电磁阀箱(14)、位移控制器(12)、控制室顶端盖(19)、控制室底端盖(15)及控制室密封管(25)，分线器(11)的正极与位于地表上的电滑环的负极相连，该电滑环与遥控器相连，分线器(11)的负极分别与遥控箱(17)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，钟秀平，孙友宏，李刚，潘栋彬，朱颖，刘书源，靳成才，朱江，张颖，沈国军，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22