钻孔内径向切槽装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术钻孔内径向切槽装置，包括由尾端壳体、中段壳体、前端壳体依次同轴密封连接而成的呈圆柱状的外壳，所述外壳内部中空形成容纳腔，所述中段壳体转动连接有刀片组件，所述尾端壳体安装于密封钻杆上，所述密封钻杆外接钻机及高压水泵，高压水经所述密封钻杆注入容纳腔内，所述容纳腔内设置有刀片开合控制组件，所述刀片开合控制组件沿所述外壳轴向往复运动控制所述刀片组件的张开或闭合。其目的是为了提供一种利用高压水控制刀片开合，切槽工艺简单、效率高、质量好且成本低的钻孔内径向切槽装置。切槽装置。切槽装置。

【技术实现步骤摘要】
钻孔内径向切槽装置


[0001]本技术涉及通过形成裂隙或裂缝从井中开采油、气、水、可溶解或可熔化物质或矿物泥浆的方法或设备，特别是涉及一种钻孔内径向切槽装置。

技术介绍

[0002]目前，煤矿采用水力压裂控制坚硬顶板冒落的案例越来越多，主要应用于工作面坚硬难跨顶板预裂，防止形成大面积顶板垮落造成安全隐患。煤矿顶板高压水力压裂技术是采用刀片人为地在钻孔中旋转切割一个径向缝槽，利用封孔器将此区域封堵后注入高压液体，使岩体沿切好的槽处致裂，钻孔径向切槽是形成定向水力压裂裂隙的有效方法。
[0003]当前水力压裂施工中，往往在同一个钻孔内不同深度进行“浅部”、“中部”、“深部”三次切缝和压裂作业。由于切槽刀自身结构限制，必须将刀体前端顶在钻孔的底部，依靠钻机提供沿轴向的推力才能将刀片打开。因此，施工时需先打孔至“浅部”待切槽的位置，退出钻杆换上切槽刀进行第一次切槽；之后退钻杆换钻头钻孔至“中部”待切槽区域，换切槽刀进行第二次切槽；然后再次退钻杆换钻头钻孔至“深部”待切槽区域，换切槽刀进行第三次切槽。施工过程中需多次退出钻杆切换切槽刀和钻头，作业过程繁琐，耗时耗力，而且，在已切槽的位置再向深处钻孔经常造成槽缝的质量不高、适应性差，这些因素均严重影响顶板高压水力压裂的施工效率。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是提供一种利用高压水控制刀片开合，切槽工艺简单、效率高、质量好且成本低的钻孔内径向切槽装置。
[0005]本技术钻孔内径向切槽装置，包括由尾端壳体、中段壳体、前端壳体依次同轴密封连接而成的呈圆柱状的外壳，所述外壳内部中空形成容纳腔，所述中段壳体转动连接有刀片组件，所述尾端壳体安装于密封钻杆上，所述密封钻杆外接钻机及高压水泵，高压水经所述密封钻杆注入容纳腔内，所述容纳腔内设置有刀片开合控制组件，所述刀片开合控制组件沿所述外壳轴向往复运动控制所述刀片组件的张开或闭合。
[0006]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述刀片开合控制组件包括微型油缸、顶杆、回刀推杆，所述顶杆沿径向与容纳腔密封连接，沿轴向的一端与微型油缸连接，另一端端部呈锥形，所述中段壳体上沿径向两端对称开设有一对长孔，所述刀片组件包括两个对称布置且打开后呈“V”字形的刀片，所述刀片转动连接于所述长孔内，所述回刀推杆滑动连接于中段壳体与前端壳体之间，所述刀片的固定端被夹持在端部与回刀推杆之间。
[0007]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述回刀推杆包括粗端、细端，所述粗端位于中段壳体内，所述细端一端与粗端连接，另一端伸入前端壳体内且外部套设有弹簧，所述弹簧一端固定在粗端与细端连接处，另一端固定在所述容纳腔的前端内壁上。
[0008]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述微型油缸包括缸筒及配套活塞，所述活塞靠近顶杆的一端开设凹槽，所述顶杆上设置有与所述凹槽适配的伸出部。
[0009]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述缸筒靠近密封钻杆的一端开设进水孔，所述进水孔与所述容纳腔位于尾端壳体内的进水端连通，所述活塞与缸筒之间设置有密封组件。
[0010]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述缸筒的外壁与尾端壳体的内壁螺纹连接，所述顶杆上沿径向向外伸出的凸缘与容纳腔内壁密封滑动连接，所述凸缘两侧分别形成周向间隙，所述尾端壳体内设置有与容纳腔连通的进水通道，所述顶杆内部设置有流道，所述进水通道、流道均与间隙A连通。
[0011]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述刀片包括基体及焊接于其上的刀刃，所述基体上开设一通孔，所述长孔两侧各开设一销孔，所述圆柱销穿过所述通孔、销孔将所述刀片连接在所述长孔内。
[0012]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述容纳腔的内壁设置有若干处阶梯面，所述顶杆及回刀推杆处的阶梯面上均装设有配套的挡圈螺母、防尘圈。
[0013]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述中段壳体两端分别螺纹连接所述前端壳体、尾端壳体且连接处分别设置有O型密封圈a、O型密封圈b，所述凸缘与容纳腔内壁之间装设有O型密封圈c。
[0014]本技术钻孔内径向切槽装置，其中所述钻机与高压水泵之间的输水管路上安装有管路压力表。
[0015]本技术钻孔内径向切槽装置至少具有以下有益效果：
[0016]利用密封钻杆将本申请的切槽装置送入钻孔内，以高压水为动力，通过刀片开合控制组件控制切槽装置的刀片打开或闭合，适用于任意倾角钻孔内的切槽施工，而且无需多次退出密封钻杆切换刀片、钻头，大大简化了切槽工艺，提高了操作便利性，现场施工工程量显著减小，缩短了切槽时间，整体压裂施工效率明显提高，施工人工成本大大降低。同时，切槽效率高，切槽质量高，操作安全性也更高。而且，以高压水为动力打开刀片，根据岩石硬度调整水压大小，显著改善了切槽效果、提高了压裂效率。
[0017]下面结合附图对本技术的钻孔内径向切槽装置作进一步说明。
附图说明
[0018]图1为本技术钻孔内径向切槽装置的主视图；
[0019]图2为图1的A
‑
A剖面图；
[0020]图3为图2中B处的局部放大图；
[0021]图4为本技术钻孔内径向切槽装置中的刀片的主视图；
[0022]图5为本技术钻孔内径向切槽装置中的刀片的侧视图；
[0023]图6为本技术钻孔内径向切槽装置安装于密封钻杆上时的主视图；
[0024]图7为图6的C
‑
C剖面图(水平方向箭头表示水流方向)；
[0025]图8为本技术钻孔内径向切槽装置的应用场景示意图。
具体实施方式
[0026]如图1至图8所示：
[0027]本技术钻孔内径向切槽装置包括呈圆柱状的外壳，该外壳由尾端壳体 2、中
段壳体3、前端壳体6从左至右依次同轴密封连接而成，中段壳体3左右两端分别螺纹连接前端壳体6、尾端壳体2且连接处分别设置有O型密封圈a13、O型密封圈b15，保证了足够的气密性。尾端壳体2、中段壳体3、前端壳体6 内部均中空形成空腔单元，3个空腔单元相互连通使得外壳内部形成容纳腔，容纳腔内设置有刀片开合控制组件，刀片开合控制组件包括沿容纳腔轴向从左至右依次安装的微型油缸7、顶杆8、回刀推杆10，刀片开合控制组件沿外壳轴向往复运动控制刀片组件4的张开或闭合。
[0028]微型油缸7包括缸筒71及配套活塞72，缸筒71的外壁与尾端壳体2的内壁通过螺纹连接，方便活塞72和密封组件73的安装，同时旋紧的螺纹使得缸筒71左端面镶嵌的密封垫18被压紧，起到较好的密封作用。活塞72靠近顶杆 8的一端开设凹槽721，顶杆8上设置有与凹槽721适配的伸出部82，伸出部 82位于凹槽721内，二者配合实现了顶杆8沿轴向的左端与微型油缸7的活动连接。
[0029]顶杆8中部设有沿径向向外伸出的凸缘83，凸缘83与容纳腔内壁滑动连接，优选的，凸缘83与容纳腔内壁之间装设有O型密封圈c14，以此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻孔内径向切槽装置，包括由尾端壳体(2)、中段壳体(3)、前端壳体(6)依次同轴密封连接而成的呈圆柱状的外壳，所述外壳内部中空形成容纳腔，所述中段壳体(3)转动连接有刀片组件(4)，所述尾端壳体(2)安装于密封钻杆(1)上，所述密封钻杆(1)外接钻机及高压水泵，高压水经所述密封钻杆(1)注入容纳腔内，其特征在于：所述容纳腔内设置有刀片开合控制组件，所述刀片开合控制组件沿所述外壳轴向往复运动控制所述刀片组件(4)的张开或闭合。2.根据权利要求1所述的钻孔内径向切槽装置，其特征在于：所述刀片开合控制组件包括微型油缸(7)、顶杆(8)、回刀推杆(10)，所述顶杆(8)沿径向与容纳腔密封连接，沿轴向的一端与微型油缸(7)连接，另一端端部(81)呈锥形，所述中段壳体(3)上沿径向两端对称开设有一对长孔(31)，所述刀片组件(4)包括两个对称布置且打开后呈“V”字形的刀片(40)，所述刀片(40)转动连接于所述长孔(31)内，所述回刀推杆(10)滑动连接于中段壳体(3)与前端壳体(6)之间，所述刀片(40)的固定端被夹持在端部(81)与回刀推杆(10)之间。3.根据权利要求2所述的钻孔内径向切槽装置，其特征在于：所述回刀推杆(10)包括粗端(101)、细端(102)，所述粗端(101)位于中段壳体(3)内，所述细端(102)一端与粗端(101)连接，另一端伸入前端壳体(6)内且外部套设有弹簧(12)，所述弹簧(12)一端固定在粗端(101)与细端(102)连接处，另一端固定在所述容纳腔的前端内壁(61)上。4.根据权利要求3所述的钻孔内径向切槽装置，其特征在于：所述微型油缸(7)包括缸筒(71)及配套活塞(72)，所述活塞(72)靠近顶杆(8)的一端开设凹槽(721)，所述顶杆(8)上设置有与...

【专利技术属性】
技术研发人员：解国亮，马建，齐春磊，刘班，
申请(专利权)人：北京安科兴业科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：