【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤层增透，具体涉及一种水力驱动造穴增透设备。
技术介绍
1、在煤层开采钻孔通道中，通常通过制造孔洞即造穴，以使得钻孔周围煤体会在地应力的作用下发生膨胀变形，煤体向孔洞方向发生大幅度的移动，相应的钻孔影响范围内地应力降低、煤层充分卸压、裂隙增加，使煤层透气性大幅度增高，促进瓦斯解吸和排放，从而大幅提高抽采效果。
2、水力造穴作为常用的造穴方式，就是基于卸压增透原理，通过形成孔洞释放突出煤层中瓦斯积聚的势能，提高煤层透气性，另外单独通过高压水射流冲击钻孔内煤体产生孔洞，其造穴效果受煤层赋存情况及煤体硬度等影响较大，通常改用机械扩孔搭配静压水力，来提高造穴效果，但是相应的仍然存在机械磨损较大、造穴效率低和瓦斯解析面积不够大的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种水力驱动造穴增透设备，包括：固定在钻机上的钻杆，钻杆的输出端连接水压组件，水压组件的输出端连接扩孔组件，水压组件的输出端和扩孔组件的外侧套接有外套管，扩孔组件的输出端连接定向扶正器，扩孔组件内设有连接管，连接管一端固定在水压组件上，另一端贯穿定向扶正器连接钻头。
2、所述水压组件包括支撑套筒ⅰ和支撑套筒ⅱ，所述支撑套筒ⅰ固定连接在钻杆的输出端，支撑套筒ⅰ和支撑套筒ⅱ间通过连杆同轴连接，支撑套筒ⅰ和支撑套筒ⅱ套装有套管组件，支撑套筒ⅰ和支撑套筒ⅱ的内部设有内管组。
3、所述内管组包括转接管ⅰ、转接管ⅱ和限位套筒，所述转接管ⅰ固定在支撑套筒ⅰ内侧，转接管ⅱ固定
4、所述转接管ⅰ的长度小于支撑套筒ⅰ，转接管ⅱ的长度大于支撑套筒ⅱ。
5、所述套管组件包括外驱动管套和内驱动管套，所述外驱动管套滑动设置在支撑套筒ⅰ和支撑套筒ⅱ的外侧，内驱动管套滑动设置在转接管ⅰ、转接管ⅱ的内侧，外驱动管套和内驱动管套间通过环板连接。
6、所述环板位于支撑套筒ⅰ和支撑套筒ⅱ之间，所述内驱动管套和限位套筒间设有复位弹簧，转接管ⅰ和内驱动管套上均开设有输出接口，转接管ⅰ、内驱动管套对应输出接口位置均开设有环形槽。
7、所述扩孔组件包括切换组件、切割组件和输水管组，所述切换组件与水压组件相连，切换组件由水压组件驱动控制，切割组件对称设置在切换组件上，切割组件通过输水管组连接水压组件。
8、所述切换组件包括固定板、铰接夹板、调节板、多个拉杆，所述拉杆一端固定在外驱动管套上，另一端连接滑动板，滑动板滑动连接在转接管ⅱ外侧；固定板固定在支撑套筒ⅱ外侧；铰接夹板一端铰接在固定板上，另一端固定切割组件；调节板一端铰接在滑动板外侧，另一端铰接在铰接夹板外侧。
9、所述切割组件包括压裂板ⅰ和压裂板ⅱ，压裂板ⅰ和压裂板ⅱ对称扣合设置，压裂板ⅰ和压裂板ⅱ间开设有安置槽，切割板放置在安装槽内。
10、所述压裂板ⅰ和压裂板ⅱ结构相同，压裂板ⅰ、压裂板ⅱ在两侧间隔设置有多个压裂头，所述切割板两侧开设有切割头，所述切割头和压裂头依次贴合排列，切割板和压裂板ⅰ、压裂板ⅱ间开设有多个主管槽和分流槽。
11、所述输水管组包括主支管和分支管，所述主支管一端连接转接管ⅰ的输出接口，另一端沿着主管槽延伸到切割组件内部，所述分支管一端间隔垂直连接在主支管上，分支管另一端连接喷头，所述喷头出口朝向切割头。
12、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
13、1.本申请中在供应高压水阶段，内驱动管套在水压作用下拉伸复位弹簧向着支撑套筒ⅰ滑动，而且内驱动管套和环形槽连通，转接管ⅰ对应的输出接口ⅰ同步输出；在水压降低后内驱动管套会在复位弹簧拉伸下复位靠近限位套筒，内驱动管套和环形槽不连通，转接管ⅰ对应的输出接口ⅰ同步停止输出，通过水压实现内驱动管套滑动控制，即实现切割组件伸展收缩调节，以及辅助喷水调节。
14、2.本申请中，对于体积较大裂隙较少的煤层，通过压裂头先行接触挤压，使得煤层先行出现额外的裂纹并使得裂纹蔓延，有利于提高煤层透气性以及便于后续切割，之后继续挤压在接触位置煤层碎裂成块，相应的高压水贴合切割头表面输出，可有效辅助切割头对碎裂煤块的清除，会对切割头和压裂头进行精准降温，同时切割组件会使得坚硬的岩层沿着切割方向出现裂纹，相应的在同方向，为高压水力冲射提供有利条件，在工作面煤层瓦斯抽采钻孔辐射区域进一步增加，瓦斯解吸面积和沟通瓦斯渗流排放通道增加，煤层解吸阶段的透气性得到改善。
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1.一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，包括：固定在钻机上的钻杆(1)，钻杆(1)的输出端连接水压组件(2)，水压组件(2)的输出端连接扩孔组件(4)，水压组件(2)的输出端和扩孔组件(4)的外侧套接有外套管(3)，扩孔组件(4)的输出端连接定向扶正器(5)，扩孔组件(4)内设有连接管(6)，连接管(6)一端固定在水压组件(2)上，另一端贯穿定向扶正器(5)连接钻头(7)。
2.根据权利要求1所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述水压组件(2)包括支撑套筒Ⅰ(21)和支撑套筒Ⅱ(24)，所述支撑套筒Ⅰ(21)固定连接在钻杆(1)的输出端，支撑套筒Ⅰ(21)和支撑套筒Ⅱ(24)间通过连杆(242)同轴连接，支撑套筒Ⅰ(21)和支撑套筒Ⅱ(24)套装有套管组件(22)，支撑套筒Ⅰ(21)和支撑套筒Ⅱ(24)的内部设有内管组(23)。
3.根据权利要求2所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述内管组(23)包括转接管Ⅰ(231)、转接管Ⅱ(233)和限位套筒(235)，所述转接管Ⅰ(231)固定在支撑套筒Ⅰ(21)内侧，转接管Ⅰ(231)的长
4.根据权利要求2所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述套管组件(22)包括外驱动管套(221)和内驱动管套(222)，所述外驱动管套(221)滑动设置在支撑套筒Ⅰ(21)和支撑套筒Ⅱ(24)的外侧，内驱动管套(222)滑动设置在转接管Ⅰ(231)、转接管Ⅱ(233)的内侧，外驱动管套(221)和内驱动管套(222)间通过环板(241)连接。
5.根据权利要求4所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述环板(241)位于支撑套筒Ⅰ(21)和支撑套筒Ⅱ(24)之间，所述内驱动管套(222)和限位套筒(235)间设有复位弹簧(236)，转接管Ⅰ(231)和内驱动管套(222)上均开设有输出接口(232)，转接管Ⅰ(231)、内驱动管套(222)对应输出接口(222)位置均开设有环形槽。
6.根据权利要求1所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述扩孔组件(4)包括切换组件(41)、切割组件(42)和输水管组(43)，所述切换组件(41)连接水压组件(2)，切换组件(41)由水压组件(2)驱动控制，切割组件(42)对称设置在切换组件(41)上，切割组件(42)通过输水管组(43)连接水压组件(2)。
7.根据权利要求6所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述切换组件(41)包括固定板(415)、铰接夹板(413)、调节板(414)、多个拉杆(411)，所述拉杆(411)一端固定在外驱动管套(221)上，另一端连接滑动板(412)，滑动板(412)滑动连接在的转接管Ⅱ(233)外侧；固定板(415)固定在支撑套筒Ⅱ(24)外侧；铰接夹板(413)一端铰接在固定板(415)上，另一端固定切割组件(42)；调节板(414)一端铰接在滑动板(412)外侧，另一端铰接在铰接夹板(413)外侧。
8.根据权利要求6所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述切割组件(42)包括压裂板Ⅰ(421)和压裂板Ⅱ(422)，压裂板Ⅰ(421)和压裂板Ⅱ(422)对称扣合设置，压裂板Ⅰ(421)和压裂板Ⅱ(422)间开设有安置槽(424)，切割板(423)放置在安装槽(424)内。
9.根据权利要求8所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述压裂板Ⅰ(421)和压裂板Ⅱ(422)结构相同，压裂板Ⅰ(421)、压裂板Ⅱ(422)在两侧间隔设置有多个压裂头(427)，所述切割板(423)两侧开设有切割头(428)，所述切割头(428)和压裂头(427)依次贴合排列，切割板(423)和压裂板Ⅰ(421)、压裂板Ⅱ(422)间开设有多个主管槽(425)和分流槽(426)。
10.根据权利要求9所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述输水管组(43)包括主支管(431)和分支管(432)，所述主支管(431)一端连接转接管Ⅰ(231)的输出接口(232)，另一端沿着主管槽(425)延伸到切割组件(42)内部，所述分支管(432)一端间隔垂直连接在主支管(431)上，分支管(432)另一端连接喷头，所述喷头出口朝向切割头(428)。
...【技术特征摘要】
1.一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，包括：固定在钻机上的钻杆(1)，钻杆(1)的输出端连接水压组件(2)，水压组件(2)的输出端连接扩孔组件(4)，水压组件(2)的输出端和扩孔组件(4)的外侧套接有外套管(3)，扩孔组件(4)的输出端连接定向扶正器(5)，扩孔组件(4)内设有连接管(6)，连接管(6)一端固定在水压组件(2)上，另一端贯穿定向扶正器(5)连接钻头(7)。
2.根据权利要求1所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述水压组件(2)包括支撑套筒ⅰ(21)和支撑套筒ⅱ(24)，所述支撑套筒ⅰ(21)固定连接在钻杆(1)的输出端，支撑套筒ⅰ(21)和支撑套筒ⅱ(24)间通过连杆(242)同轴连接，支撑套筒ⅰ(21)和支撑套筒ⅱ(24)套装有套管组件(22)，支撑套筒ⅰ(21)和支撑套筒ⅱ(24)的内部设有内管组(23)。
3.根据权利要求2所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述内管组(23)包括转接管ⅰ(231)、转接管ⅱ(233)和限位套筒(235)，所述转接管ⅰ(231)固定在支撑套筒ⅰ(21)内侧，转接管ⅰ(231)的长度小于支撑套筒ⅰ(21)，转接管ⅱ(233)固定在支撑套筒ⅱ(24)内侧，转接管ⅱ(233)的长度大于支撑套筒ⅱ(24)，转接管ⅰ(231)和转接管ⅱ(233)不相连；限位套筒(235)通过支撑套管(234)固定在转接管ⅱ(233)内壁前侧。
4.根据权利要求2所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述套管组件(22)包括外驱动管套(221)和内驱动管套(222)，所述外驱动管套(221)滑动设置在支撑套筒ⅰ(21)和支撑套筒ⅱ(24)的外侧，内驱动管套(222)滑动设置在转接管ⅰ(231)、转接管ⅱ(233)的内侧，外驱动管套(221)和内驱动管套(222)间通过环板(241)连接。
5.根据权利要求4所述的一种水力驱动造穴增透设备，其特征在于，所述环板(241)位于支撑套筒ⅰ(21)和支撑套筒ⅱ(24)之间，所述内驱动管套(222)和限位套筒(235)间设有复位弹簧(236)，转接管ⅰ(231)和内驱动管套(222)上均开设有输出接口(232)，转接管ⅰ(231)、内驱动管套(222)对应输出接口(222)位置均...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘扬，景玉杰，王斌，孙亮，张辉，孟郡伯，惠保安，王春光，孙刘咏，王瑛，王盛永，高晓飞，熊奇，闫星星，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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