一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头，包括钻头本体，钻头本体的前端为钻头部，钻头本体的后端为接头，钻头本体内设有导流腔，所述钻头本体上在导流腔的周侧壁沿前后方向排布设有多组喷嘴，各组喷嘴的倾斜角度不同；每组喷嘴配套有密封柱，选定适用喷嘴的同时将其余喷嘴用密封柱进行密封；导流腔内设有与其在前后方向滑动密封连接的密封塞，导流腔的前端设有弹簧支架，密封塞与弹簧支架之间通过弹簧连接。本实用新型专利技术针对不同煤层倾角可选择不同冲孔角度的喷嘴，以此提高冲孔的合理有效范围，提高水力冲孔效果，有效解决更换冲孔喷头、耗费工时的问题，也可以节约加工特定角度喷头的成本。特定角度喷头的成本。特定角度喷头的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头


[0001]本技术涉及煤矿井下瓦斯治理
，具体涉及一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头。

技术介绍

[0002]水力冲孔技术是一种高效的、安全的瓦斯抽采方法之一。通过在煤层特定区域以水利冲孔的方式开采出极薄煤层，以达到近似于保护层开采技术对煤层卸压增透，此过程成为虚拟保护层开采卸压增透技术。但这一施工过程对于冲孔角度的要求较高，但由于钻杆角度与煤层倾角的不确定性，合适的喷嘴角度直接影响开采虚拟保护层时水射流的有效范围。
[0003]目前的水力冲孔钻头多为垂直喷嘴，对于倾斜喷嘴的使用较少，其原因在于加工特定角度的钻头其适用性较差，不同位置的钻孔角度不同，所以很难实现广泛采用，并且存在更换冲孔喷头、耗费工时的问题。

技术实现思路

[0004]本技术为了解决现有技术中的问题，提供一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头，包括钻头本体，钻头本体的前端为钻头部，钻头本体的后端为接头，钻头本体内设有导流腔，所述钻头本体上在导流腔的周侧壁沿前后方向排布设有多组喷嘴，各组喷嘴的倾斜角度不同；每组喷嘴配套有密封柱，选定适用喷嘴的同时将其余喷嘴用密封柱进行密封；
[0007]导流腔内设有与其在前后方向滑动密封连接的密封塞，导流腔的前端设有弹簧支架，密封塞与弹簧支架之间通过弹簧连接；高压水由接头侧进入导流腔，导流腔由密封塞向后形成工作腔；
[0008]弹簧正常状态下，密封塞位于导流腔的后端，喷嘴与工作腔不连接；当密封塞在接头侧水压的作用下向前移动，弹簧收缩，喷嘴与工作腔连接。
[0009]进一步的，所述多组喷嘴包括一组垂直喷嘴和至少两组倾斜喷嘴，各组倾斜喷嘴的倾斜角度不同。
[0010]进一步的，所述垂直喷嘴的轴线与钻头本体的轴线呈90度夹角。
[0011]进一步的，所述倾斜喷嘴的轴线与钻头本体的轴线呈30
‑
60度夹角。
[0012]进一步的，所述导流腔由小直径圆柱段、圆锥段和大直径圆柱段同轴依次连接而成，其中喷嘴位于大直径圆柱段的周侧壁上，弹簧支架位于小直径圆柱段，密封塞包括与大直径圆柱段滑动密封连接的密封塞支架，密封塞支架的前侧固定连接有圆锥部，圆锥部与圆锥段形状适配；圆锥部连接所述弹簧。
[0013]进一步的，所述密封柱为密封螺丝。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]本技术在喷嘴处分别设置多组不同角度的喷嘴孔，根据现场实际的需要选择合适的喷嘴角度，对于不使用的喷嘴利用配套孔径的螺丝进行封堵。针对不同煤层倾角可选择不同冲孔角度的喷嘴，以此提高冲孔的合理有效范围，提高水力冲孔效果，有效解决更换冲孔喷头、耗费工时的问题，也可以节约加工特定角度喷头的成本。
[0016]本技术达到一个钻头实现多种喷嘴角度，同时也可以进行范围性的水力冲孔，选择合适的喷嘴角度范围，提高冲孔的有效范围，提高水力冲孔的卸压增透效果。
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。
[0019]如图1所示，本技术的一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头，包括钻头本体，钻头本体的前端为钻头部8，钻头本体的后端为接头1，钻头本体内设有导流腔，钻头本体上在导流腔的周侧壁沿前后方向排布设有多组喷嘴，各组喷嘴的倾斜角度不同。
[0020]本实施例中，多组喷嘴包括一组垂直喷嘴4和两组倾斜喷嘴5。垂直喷嘴的轴线与钻头本体的轴线呈90度夹角，倾斜喷嘴的轴线与钻头本体的轴线呈30
‑
60度夹角,且各组倾斜喷嘴5的倾斜角度不同。
[0021]本技术可根据工程需要选择不同角度喷嘴。每组喷嘴配备适合孔径的密封螺丝，选定适用喷嘴的同时将其余喷嘴用密封螺丝进行密封，以满足工程需要。
[0022]导流腔内设有与其在前后方向滑动密封连接的密封塞2，导流腔的前端设有弹簧支架7，密封塞2与弹簧支架7之间通过弹簧3连接；高压水由接头侧进入导流腔，导流腔由密封塞向后（接头1一侧）形成工作腔。
[0023]弹簧正常状态下，密封塞2位于导流腔的后端，喷嘴与工作腔不连接；当密封塞2在接头侧水压的作用下向前移动，弹簧收缩3，喷嘴与工作腔连接。
[0024]本实施例中，导流腔由小直径圆柱段、圆锥段和大直径圆柱段同轴依次连接而成，其中喷嘴位于大直径圆柱段的周侧壁上，弹簧支架7位于小直径圆柱段，密封塞2包括与大直径圆柱段滑动密封连接的密封塞支架，密封塞支架的前侧固定连接有圆锥部，圆锥部与圆锥段形状适配；圆锥部连接所述弹簧3。
[0025]本技术在使用时，根据现场实际情况，预先根据煤层走向与钻孔倾角确定水力冲孔设备所需水射流的角度，将喷头其余角度的喷嘴用配套螺丝进行封堵，钻杆进至冲孔位置加大水流压力，水流将弹簧连接的密封塞顶至前段从而从倾角喷嘴处喷出，形成一定角度的水射流，以此达到工程目的。
[0026]本技术在喷嘴处分别设置三组不同角度的喷嘴孔，根据现场实际的需要选择合适的喷嘴角度，对于不使用的喷嘴利用配套孔径的螺丝进行封堵。针对不同煤层倾角可选择不同冲孔角度的喷嘴，以此提高冲孔的合理有效范围，提高水力冲孔效果，有效解决更换冲孔喷头、耗费工时的问题，也可以节约加工特定角度喷头的成本。
[0027]本技术达到一个钻头实现多种喷嘴角度，同时也可以进行范围性的水力冲
孔，选择合适的喷嘴角度范围，提高冲孔的有效范围，提高水力冲孔的卸压增透效果。
[0028]以上实施例仅用以说明而非限制本技术的技术方案，尽管参照上述实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术进行修改或者等同替换，而不脱离本技术的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。
[0029]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本技术保护内容的限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头，包括钻头本体，钻头本体的前端为钻头部，钻头本体的后端为接头，钻头本体内设有导流腔，其特征在于：所述钻头本体上在导流腔的周侧壁沿前后方向排布设有多组喷嘴，各组喷嘴的倾斜角度不同；每组喷嘴配套有密封柱，选定适用喷嘴的同时将其余喷嘴用密封柱进行密封；导流腔内设有与其在前后方向滑动密封连接的密封塞，导流腔的前端设有弹簧支架，密封塞与弹簧支架之间通过弹簧连接；高压水由接头侧进入导流腔，导流腔由密封塞向后形成工作腔；弹簧正常状态下，密封塞位于导流腔的后端，喷嘴与工作腔不连接；当密封塞在接头侧水压的作用下向前移动，弹簧收缩，喷嘴与工作腔连接。2.根据权利要求1所述的一种虚拟保护层可变向水力冲孔钻头，其特征在于：所述多组喷嘴包括一组垂直喷嘴和至少两组倾斜喷嘴，各组倾斜喷嘴的倾斜角度不同。3.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志晶，王杰峰，张卫东，马严良，张帅，郭杨，李思齐，王飞，吕伟，李定启，李景涛，陈宇博，马国基，
申请(专利权)人：山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿，
类型：新型
国别省市：