插装式高低压精准切换割缝器、割缝装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种插装式高低压精准切换割缝器，包括割缝器本体、定位密封阀杆、压缩弹簧和水射流喷嘴，在所述割缝器本体的前端外部设有第一密封段，内部从后向前依次设有第二密封段、阶梯通孔和圆孔，所述压缩弹簧套装在所述定位密封阀杆外部组成高低压精准切换阀芯，在所述割缝器本体上还安装有若干水射流喷嘴。本实用新型专利技术还提供了割缝装置。本实用新型专利技术的插装式高低压精准切换割缝器及割缝装置可以实现在钻孔施工完成后，不需退出钻杆，通过调节高压水的压力控制插装式高低压精准切换割缝器内水流通道的闭与合，并根据不同煤层类型和钻进给水压力，可实现精准调整高低压水流压力切换的阈值且维修方便，实现煤层快速卸压增透的目标。压增透的目标。压增透的目标。

【技术实现步骤摘要】
插装式高低压精准切换割缝器、割缝装置


[0001]本技术涉及高压水射流切割装置
，特别涉及一种插装式高低压精准切换割缝器、割缝装置。

技术介绍

[0002]随着新兴煤炭开采技术与装备的不断投用，开采深度以每年约10～20m的速度向深部持续延深，深部煤岩动力灾害逐步成为制约煤矿安全高效生产的主要问题。深部矿井煤岩动力灾害治理须从煤层瓦斯抽采达标和有效卸压的角度进行灾害防治，而水力化卸压增透措施是行之有效的措施之一。深部高应力条件下中硬、硬煤扩孔卸压、增透需要大幅度提高水射流压力，进而提高破煤效率及破煤深度，解决深部矿井煤岩动力灾害治理难题。水力扩孔、水力割缝、钻割一体化等卸压增透措施被广泛使用，现有的水力割缝及水力扩孔装置存在以下问题：1、不具有不退钻杆的低压水钻进、高压水切割一体化功能；2、高低压转换后割缝器内水流通路密封不严；3、高低压水流压力切换的阈值不可调或者不能精准调节；4、工作压力相对较低；5、结构复杂，现场修理困难，一旦出现故障只能直接返厂维修。
[0003]因此，就需要一种经过改进优化的煤层快速卸压增透装置，能够实现精准调整高低压水流压力切换的阈值且维修方便，实现煤层快速卸压增透的目标。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种插装式高低压精准切换割缝器、割缝装置。本技术的插装式高低压精准切换割缝器可以根据给钻进设备的工作液体压力来通过定位密封阀杆及更换压缩弹簧精准调节低压钻进时合理的压力转换阈值，配合高压密封钻杆实现了钻进设备常规低压钻进和撤钻时的超高压割缝。
[0005]本技术的上述目的通过以下技术方案实现：插装式高低压精准切换割缝器，包括割缝器本体、定位密封阀杆、压缩弹簧和水射流喷嘴，在所述割缝器本体的前端外部设有第一密封段，内部从后向前依次设有第二密封段、阶梯通孔和圆孔，所述定位密封阀杆安装在阶梯通孔中，所述阶梯通孔包括从尾端向前端依次设置的第一孔、第二孔和第三孔，且第一孔直径大于第二孔直径，第二孔直径大于第三孔直径，所述压缩弹簧套装在所述定位密封阀杆外部组成高低压精准切换阀芯，在所述割缝器本体上还安装有若干水射流喷嘴。
[0006]进一步地，所述第一密封段包括第一直轴导向段、第一O型圈、第一直角滑环和第一内锥密封锥螺纹，在所述第一直轴导向段上设有环槽，在环槽内安装有第一O型圈及第一直角滑环，在所述第一直轴导向段的后端设有第一内锥密封锥螺纹。
[0007]进一步地，所述第二密封段包括第一外锥密封锥螺纹、第一内圆柱孔段，所述第一外锥密封锥螺纹、第一内圆柱孔段自尾端向前端依次设置在割缝器本体内周面上。
[0008]进一步地，所述高低压精准切换阀芯与割缝器本体内周面可轴向移动，所述定位密封阀杆为台阶式阀杆，包括从尾端向前端依次同轴设置的第一圆柱段、第二圆柱段、变径段和第三圆柱段，沿所述第一圆柱段的外周面向内开设有多个沿轴向设置的圆形通水孔，
所述第一圆柱段的外周面与阶梯通孔的第一孔内周面之间相匹配形成端面密封，所述第二圆柱段的外周面与阶梯通孔的第三孔内周面之间形成间隙密封，所述压缩弹簧套装在所述第二圆柱段外周，前端与阶梯通孔的第二孔和第三孔形成的台阶面相抵，后端与所述第二圆柱段的前端面相抵，通过更换压并高度和弹簧刚度不同的压缩弹簧调节封闭插装式高低压精准切换割缝器水流通路的阈值。
[0009]进一步地，所述定位密封阀杆的第一圆柱段最大外径D1略小于阶梯通孔的第一孔的内径D2，形成环状通水空间，所述定位密封阀杆的第一圆柱段实体部分直径D3大于阶梯通孔的第二孔内径D4，第二圆柱段外径D5略大于阶梯通孔的第三孔内径D6，第三圆柱段外径D7小于第三孔内径D6。
[0010]本技术同时提供一种割缝装置，包括从前向后依次按顺序连接的钻头、插装式高低压精准切换割缝器、超高压密封钻杆、超高压旋转水尾、多根超高压软管、卸压调节阀及超高压水力泵站，所述超高压密封钻杆下方安装有钻机并由钻机上的回转装置驱动旋转给进，在所述多根超高压软管间安装有卸压调节阀，所述超高压水力泵站通过超高压软管和超高压密封钻杆向插装式高低压精准切换割缝器和钻头供水，卸压调节阀用于调节管路工作液体的压力，进而控制插装式高低压精准切换割缝器中水流通路的封闭与开启。
[0011]本技术提供另外一种割缝装置，该装置包括从前向后依次按顺序连接的钻头、结构与所述的插装式高低压精准切换割缝器相同且依次相连的第二插装式高低压精准切换割缝器及第一插装式高低压精准切换割缝器、超高压密封钻杆、超高压旋转水尾、多根超高压软管、卸压调节阀及超高压水力泵站；在所述超高压密封钻杆下方安装有钻机并由钻机上的回转装置驱动旋转给进，在所述多根超高压软管间安装有卸压调节阀；所述超高压软管通过超高压旋转水尾连接到超高压密封钻杆尾部，所述超高压水力泵站通过超高压软管和超高压密封钻杆向第二插装式高低压精准切换割缝器、第一插装式高低压精准切换割缝器和钻头供水，卸压调节阀用于调节管路压力，进而控制第一插装式高低压精准切换割缝器和第二插装式高低压精准切换割缝器中水流通路的封闭与开启。
[0012]相对于现有的技术，本技术的有益效果为：本技术的插装式高低压精准切换割缝器具有结构简单、加工容易、不易发生故障、维修简便等特点。本技术的可拆卸零部件仅有定位密封阀杆和压缩弹簧两个部件，可根据需要设计的不同封闭水流通路阈值来更换相应参数(压并高度和弹簧刚度)的压缩弹簧实现水流通路阈值的精准调节，减少割缝器配件数量，降低加工难度，节约成本。插装式高低压精准切换割缝器尾部连接超高压密封钻杆，与钻头、旋转接头、高压软管、卸压调节阀、超高压水力泵站等组合形成超高压精准切换割缝装置，定位密封阀杆在通过超高压密封钻杆输送的工作液体作用下发生位移，定位密封阀杆的第一圆柱段外周面与所述阶梯通孔的第一孔内周面相匹配形成端面密封，第二圆柱段外周面与阶梯通孔的第三孔内周面相配合形成间隙密封，端面密封与间隙密封构成的双重密封，可完全关闭高压水通道，管路内水压急剧升高经水射流喷嘴射出形成超高压水射流冲割煤岩体，实现了钻进设备常规低压钻进和撤钻时的超高压割缝功能，适用于不同低压钻进的工况情况，通过两个插装式高低压精准切换割缝器的串联结构实现了钻进设备常规低压钻进和撤钻时的高压割缝、超高压割缝功能，降低了现有装置内部密封不严造成的水力损失，提高成套设备的工作效率。
附图说明
[0013]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。
[0014]图1是本技术插装式高低压精准切换割缝器的结构示意图；
[0015]图2是图1的A
‑
A向剖视图；
[0016]图3是超高压密封钻杆的结构示意图；
[0017]图4是超高压密封钻杆与插装式高低压精准切换割缝器配合结构示意图；
[0018]图5是实施例三的割缝装置结构示意图；
[0019]图6是实施例四的割缝装置结构示意图；
[0020]图中：
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.插装式高低压精准切换割缝器，其特征在于，包括割缝器本体、定位密封阀杆、压缩弹簧和水射流喷嘴，在所述割缝器本体的前端外部设有第一密封段，内部从后向前依次设有第二密封段、阶梯通孔和圆孔，所述定位密封阀杆安装在阶梯通孔中，所述阶梯通孔包括从尾端向前端依次设置的第一孔、第二孔和第三孔，且第一孔直径大于第二孔直径，第二孔直径大于第三孔直径，所述压缩弹簧套装在所述定位密封阀杆外部组成高低压精准切换阀芯，在所述割缝器本体上还安装有若干水射流喷嘴。2.如权利要求1所述的插装式高低压精准切换割缝器，其特征在于，所述第一密封段包括第一直轴导向段、第一O型圈、第一直角滑环和第一内锥密封锥螺纹，在所述第一直轴导向段上设有环槽，在环槽内安装有第一O型圈及第一直角滑环，在所述第一直轴导向段的后端设有第一内锥密封锥螺纹。3.如权利要求1所述的插装式高低压精准切换割缝器，其特征在于，所述第二密封段包括第一外锥密封锥螺纹、第一内圆柱孔段，所述第一外锥密封锥螺纹、第一内圆柱孔段自尾端向前端依次设置在割缝器本体内周面上。4.如权利要求1所述的插装式高低压精准切换割缝器，其特征在于，所述高低压精准切换阀芯与割缝器本体内周面可轴向移动，所述定位密封阀杆为台阶式阀杆，包括从尾端向前端依次同轴设置的第一圆柱段、第二圆柱段、变径段和第三圆柱段，沿所述第一圆柱段的外周面向内开设有多个沿轴向设置的圆形通水孔，所述第一圆柱段的外周面与阶梯通孔的第一孔内周面之间相匹配形成端面密封，所述第二圆柱段的外周面与阶梯通孔的第三孔内周面之间形成间隙密封，所述压缩弹簧套装在所述第二圆柱段外周，前端与阶梯通孔的第二孔和第三孔形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳增，许幸福，王耀锋，薛伟超，王春光，黄鹤，唐辉，张东旭，苏伟伟，刘春刚，汪开旺，高中宁，韩兵，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：