專利名稱：一種機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆頭，尤其是一種適用于煤礦井下使用的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭。
背景技術(shù)：
公知的煤礦瓦斯抽采、探水、探斷層等鉆孔施工主要是采用水射流式鉆頭，其特點是在打鉆時通過高壓水，對煤礦巖層和煤層實施打鉆割縫工作，這種裝置由于煤礦下水 質(zhì)不純凈，導致原鉆頭中的閥芯易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，且水壓不可控，造成不具有反復切換的功能、成孔效率、割縫能力低等缺陷。CN1776185A公開的“可水壓切換沖孔、割縫的高壓水射流鉆頭”，其鉆芯結(jié)構(gòu)復雜，裝配要求精度較高，且高壓狀態(tài)下閥芯在閥體內(nèi)移動會使0型密封圈易疲勞斷裂。另外，在許多特殊條件下的煤礦瓦斯抽采作業(yè)中，為了提高工作效率和抽采能力，充分利用已有的鉆孔，需要在現(xiàn)有的鉆具功能上添加水力割縫的功能，因此急需一種結(jié)構(gòu)簡單且能實現(xiàn)反復切換水力射流割縫的鉆頭。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、割縫能力強、節(jié)約水資源、鉆進速度更快、成孔效果好的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，它包括鉆頭體、與鉆頭體相連接的帶有階梯通孔的管接頭，管接頭與鉆頭體連接一端的通孔內(nèi)順序設(shè)有閥芯體和復位彈簧，管接頭的端口處設(shè)有將閥芯體固定的閥堵，管接頭的外圓周面上開有多個與內(nèi)孔相通的徑向孔，每個徑向孔內(nèi)均設(shè)有一個高壓割縫噴嘴。所述鉆頭體和管接頭的連接處為多邊形，并帶有限位導向槽；所述鉆頭體和管接頭之間設(shè)有連接銷；所述管接頭外圓周面上開設(shè)的多個與內(nèi)孔相通的徑向孔為3個。有益效果本實用新型的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，鉆頭體與管接頭之間連接處采用多邊形結(jié)構(gòu)，更好的保證管接頭在鉆頭體中不會自轉(zhuǎn)，傳遞扭力更為均勻，不易損壞；閥芯體在復位彈簧與閥堵的作用下更好的起到密封作用，大大的節(jié)約了用水，相比傳統(tǒng)鉆頭提高煤層透氣性的5-10倍。

圖I為本實用新型一種機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中高壓割縫噴嘴的剖視圖。圖中I-鉆頭體，2-閥堵，3-連接銷，4-閥芯體，5-復位彈簧，6-管接頭，7_高壓割縫噴嘴。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施作進一步的說明[0011]如圖I和圖2所示，本實用新型的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，它包括鉆頭體I、閥堵2、連接銷3、閥芯體4、復位彈簧5和管接頭6和高壓割縫噴嘴7。其中鉆頭體I為常見的PDC鉆頭，管接頭6上設(shè)有階梯通孔，鉆頭體I和管接頭6的連接處為多邊形，并帶有限位導向槽，鉆頭體I和管接頭6通過連接銷3與管接頭6連接，連接銷3為圓柱體，管接頭6設(shè)有與鉆頭體I連接一端的通孔內(nèi)順序設(shè)有閥芯體4和復位彈簧5，管接頭6的端口處設(shè)有將閥芯體4固定的閥堵2，閥芯體4放置于復位彈簧5的頂部，在安裝時將閥堵2安裝于管接頭6上并壓縮一定量的復位彈簧5，使閥堵2在復位彈簧5的作用力下將管接頭6密封，管接頭6的側(cè)面開有3個與內(nèi)孔相通的徑向孔，每個徑向孔內(nèi)均設(shè)有一個高壓割縫噴嘴7，高壓割縫噴嘴7可根據(jù)對高壓水的割縫半徑和效果而改進直徑和長度。在鉆進過程中，鉆機連接鉆桿推進本裝置前進時，當鉆頭體I接觸煤礦巖層或煤層向前鉆進時，鉆頭體I受力至復位彈簧5壓縮，使閥芯體4受力減少，從而使閥芯體4內(nèi)部與外部相通，使管接頭6內(nèi)的水流出，起到冷卻鉆頭體I及排粉效果；當鉆進工作結(jié)束且需要對煤層割縫退鉆時，向前的機械阻力消失，復位彈簧5推動閥芯體4至閥堵2密封，閥 芯體4頭部停止出水，管接頭6內(nèi)水從高壓割縫噴嘴7中射出，配合鉆頭體I倒鉆旋轉(zhuǎn)，達到對煤巖體實現(xiàn)高壓割縫效果。
權(quán)利要求1.一種機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，其特征是它包括鉆頭體(I)、與鉆頭體(I)相連接的帶有階梯通孔的管接頭(6)，管接頭(6)與鉆頭體(I)連接一端的通孔內(nèi)順序設(shè)有閥芯體(4)和復位彈簧(5)，管接頭(6)的端口處設(shè)有將閥芯體(4)固定的閥堵(2)，管接頭(6)的外圓周面上開有多個與內(nèi)孔相通的徑向孔，每個徑向孔內(nèi)均設(shè)有一個高壓割縫噴嘴(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，其特征是所述鉆頭體(I)和管接頭(6)的連接處為多邊形，并帶有限位導向槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，其特征是所述鉆頭體(I)和管接頭(6 )之間設(shè)有連接銷(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，其特征是所述管接頭(6)外圓周面上開設(shè)的多個與內(nèi)孔相通的徑向孔為3個。
專利摘要一種機械自切換式高壓水射流割縫鉆頭，適用于煤礦井下。它包括鉆頭體和設(shè)有螺紋管道的管接頭，管接頭與鉆頭體連接一端內(nèi)順序設(shè)有閥芯體和復位彈簧，管接頭設(shè)有將閥芯體密封的閥堵，管接頭的側(cè)面開有多個與內(nèi)部管道垂直相通的出口，每個出口上均設(shè)有高壓割縫噴嘴。其結(jié)構(gòu)簡單、割縫能力強、節(jié)約水資源、鉆進速度更快、成孔效果好。
文檔編號E21B7/18GK202380976SQ20112034886
公開日2012年8月15日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者張連軍, 林柏泉, 王春利 申請人:中國礦業(yè)大學, 徐州博安科技發(fā)展有限責任公司