一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，该修复装置包括纺锤体型结构的本体，本体具有相互独立的上腔体和下腔体，上腔体和下腔体内填充干冰，干冰升华产生的二氧化碳气体作为动力，本体上端面设有三个与上腔体的出气端相连通的上出气口，本体下端面设有两个与下腔体的出气端相连通的下出气口，三个上出气口的端口处均可拆卸的设有欠膨胀型拉法尔喷嘴，两个下出气口的端口处均可拆卸的设有完全膨胀型拉法尔喷嘴，上腔体和下腔体的出气端均设有阈值可调的阀体，本体的下端面设有用于连接绳索的尾环。通过调节和控制，可以使前进动力和清渣动力同时最大进而达到最优的自进式钻孔修复效果。

【技术实现步骤摘要】
一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置
本技术属于煤矿瓦斯抽采
，更具体地，本技术涉及一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置。
技术介绍
煤矿瓦斯突出是煤矿开采中常见的安全危害之一，严重制约着我国煤矿的安全高效生产。其中，通过在高瓦斯、低透气性煤层内设置抽采钻孔，进行瓦斯抽采是控制煤矿瓦斯灾害，实现瓦斯能源综合利用的重要手段。但随着煤矿开采深度增加，地应力增大，地质条件呈现出复杂化，抽采钻孔的塌孔及堵孔现象严重。塌孔和堵孔均会严重影响钻孔内瓦斯的流动，极大降低钻孔使用和瓦斯高效抽采效率。因此，研究煤矿井下钻孔修复装置不仅能提高矿井瓦斯抽采效率同时还能降低成本、提高经济效益。目前，煤矿井下普遍采用高压水射流或高压磨料气体射流装置，清理塌孔和堵孔内的煤渣，修复抽采钻孔。该类装置辅助设施多、体积较大、不宜运输，具有较大危险性，其使用受井下环境制约较大。其中，采用高压水射流修复松软煤层内的抽采钻孔，易产生水锁效应，不利于瓦斯运移；高压磨料射流修复钻孔过程中，产生的微磨料颗粒会散布于井底空间，污染作业环境，危害工人的身体健康。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，以解决现有技术中煤矿瓦斯抽采钻孔修复不便的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，包括纺锤体型结构的本体，本体具有相互独立的上腔体和下腔体，上腔体和下腔体内填充干冰，干冰升华产生的二氧化碳气体作为动力，上腔体和下腔体均可拆卸的设有盖板，本体上端面设有三个与上腔体的出气端相连通的上出气口，本体下端面设有两个与下腔体的出气端相连通的下出气口，三个上出气口的端口处均可拆卸的设有欠膨胀型拉法尔喷嘴，两个下出气口的端口处均可拆卸的设有完全膨胀型拉法尔喷嘴，上腔体和下腔体的出气端均设有阈值可调的阀体，本体的下端面设有用于连接绳索的尾环。可选地，本体包括凹槽和可拆卸的设在凹槽开口处的端盖。可选地，上腔体、下腔体和阀体均设在凹槽内。可选地，欠膨胀型拉法尔喷嘴与上出气口旋合连接，完全膨胀型拉法尔喷嘴和下出气口旋合连接。可选地，盖板、欠膨胀型拉法尔喷嘴和完全膨胀型拉法尔喷嘴处均设有密封圈。可选地，阀体的阈值调节范围为10-20MPa。可选地，两个下出气口平行与本体的轴线对称设置。可选地，三个上出气口中的其一沿本体的轴线设置，另外两个沿本体的轴线对称设置。可选地，本体由硬质材料制成，包括钢化玻璃。应用本技术的技术方案，根据现场抽采钻孔的具体堵塞情况，确定修复装置工作时长和喷嘴出口压力，通过调整阀体阈值和上腔体和下腔体内干冰填充质量，可以实现对修复装置工作时长和喷嘴出口压力的调整，同时选择适用于该工况条件下的最优喷嘴，可以使修复装置达到较优的修复清理效果，经由两个下出气口处的完全膨胀型拉法尔喷嘴喷射出的高压二氧化碳气流，会在修复装置的下端面产生一个前进动力，而经由三个上出气口处的欠膨胀型拉法尔喷嘴喷射出的高压二氧化碳气流，会在修复装置的上端面的前方产生一个清渣动力，使修复装置实现自进式清渣；提供修复装置前进动力和清渣动力的是两个相互独立互不影响的动力源（上腔体和下腔体），通过调节和控制，可以使前进动力和清渣动力同时最大进而达到最优的钻孔修复效果，另外，修复装置本体采用纺锤体型的结构设计，可以有效减小前进时的阻力。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术实施例的种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置的结构示意图；图2示出了根据本技术实施例的井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置的安装结构示意图；图3示出了图1中阀体的结构示意图；图4示出了图1中完全膨胀型拉法尔喷嘴的结构示意图；图5示出了图1中欠膨胀型拉法尔喷嘴的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对本身在竖直、垂直或者重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是相对与各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本技术。为了解决现有技术中煤矿瓦斯抽采钻孔修复不便的问题，本技术提供了一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置。参照图1-5，其中图1所示的一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，包括本体1，本体1具有相互独立的上腔体2和下腔体3，上腔体2和下腔体3均可拆卸的设有盖板4，本体1上端面设有三个与上腔体2的出气端5相连通的上出气口6，本体1下端面设有两个与下腔体3的出气端7相连通的下出气口8，三个上出气口6的端口处均可拆卸的设有欠膨胀型拉法尔喷嘴9,两个下出气口8的端口处均可拆卸的设有完全膨胀型拉法尔喷嘴10，上腔体2和下腔体3的出气端（5和7）均设有阈值可调的阀体12，本体1的下端面设有用于连接绳索的尾环11。具体地，上腔体2和下腔体3内填充的干冰升华后产生高压二氧化碳气体，下腔体3内的高压二氧化碳气体从下端面上的两个完全膨胀型拉法尔喷嘴10喷射出，在本体1的下端面产生一个推动该修复装置前进的前进动力，而上腔体2内的高压二氧化碳气体从上端面上的三个欠膨胀型拉法尔喷嘴9喷射出，在本体1的前方一段距离处产生一个清渣动力，因此，整个修复装置可以实现自进式清渣，使煤矿瓦斯抽采钻孔修复更加方便。在一些实施例中，阀体12包括调节螺丝12.1、螺母12.2、顶部弹簧座12.3、弹簧12.4、阀盖12.5、底部弹簧座12.6和阀芯12.7，其中，阀盖12.5固定在出气端5的左侧壁上，在阀盖12.5的内腔设有弹簧12.4，在弹簧12.4的左端设有顶部弹簧座12.3，在其右端设有底部弹簧座12.6，在阀盖12.5与顶部弹簧座12.4之间、阀盖12.5与出气端5左侧壁的连接处、阀盖12.5与底部弹簧座12.6之间均设有密封圈12.8，密封圈12.8可以更好的防止气体从阀盖12.5处泄露，螺母12.2固定连接在阀盖12.5的左端口上，并且调节螺丝12.1与螺母12.2螺纹连接，调节螺丝12.1的右端顶靠在顶部弹簧座12.3上，使弹簧12.4保持压缩状态，右端的底部弹簧座12.6顶靠在阀芯12.7的左端面上，阀芯12.7的右端插入出气端5的右侧壁内，并且阀芯12.7在其凸沿的限位作用下卡在出气端5的右侧壁处，当上腔体2内的干冰升华后，上腔体2内压强增加，当压强达到阀体12的设定阈值时，阀芯12.7会被顶起，二氧化碳气流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，其特征在于，包括纺锤体型结构的本体，所述本体具有相互独立的上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体内填充干冰，所述干冰升华产生的二氧化碳气体作为动力，所述上腔体和下腔体均可拆卸的设有盖板，所述本体上端面设有三个与所述上腔体的出气端相连通的上出气口，所述本体下端面设有两个与所述下腔体的出气端相连通的下出气口，三个所述上出气口的端口处均可拆卸的设有欠膨胀型拉法尔喷嘴，两个所述下出气口的端口处均可拆卸的设有完全膨胀型拉法尔喷嘴，所述上腔体和下腔体的出气端均设有阈值可调的阀体，所述本体的下端面设有用于连接绳索的尾环。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，其特征在于，包括纺锤体型结构的本体，所述本体具有相互独立的上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体内填充干冰，所述干冰升华产生的二氧化碳气体作为动力，所述上腔体和下腔体均可拆卸的设有盖板，所述本体上端面设有三个与所述上腔体的出气端相连通的上出气口，所述本体下端面设有两个与所述下腔体的出气端相连通的下出气口，三个所述上出气口的端口处均可拆卸的设有欠膨胀型拉法尔喷嘴，两个所述下出气口的端口处均可拆卸的设有完全膨胀型拉法尔喷嘴，所述上腔体和下腔体的出气端均设有阈值可调的阀体，所述本体的下端面设有用于连接绳索的尾环。


2.根据权利要求1所述的井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，其特征在于，所述本体包括凹槽和可拆卸的设在所述凹槽开口处的端盖。


3.根据权利要求2所述的井下可调自进式二氧化碳射流钻孔修复装置，其特征在于，所述上腔体、下腔体和阀体均设在所述凹槽内。


4.根据权利要求1所述的井...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琛琛，徐志远，张慧栋，张娟，刘勇，刘笑天，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41