本發(fā)明屬于煤礦鉆探技術領域，涉及一種雙通道鉆沖擴一體裝置。

背景技術：

煤炭企業(yè)生產過程中的五大典型災害：瓦斯、水災、粉塵、頂板、火，這些事故時有發(fā)生，尤以瓦斯爆炸以其破壞性強、經濟損失大、人員死亡多等顯著特點對煤礦安全生產造成嚴重危害，煤層瓦斯治理主要手段就是通過鉆孔抽采，鉆孔的開設需要借助鉆機。煤礦井下在探放水孔、瓦斯抽采探放施工過程中，對鉆孔需進行高壓水沖孔、擴孔，以達到瓦斯抽采、擴孔的目的?，F(xiàn)有申請?zhí)枮?01420200796.0的一種煤礦穿層鉆孔高壓水射流鉆擴裝置，通過鉆機、鉆桿、鉆頭和高壓水射流系統(tǒng)的作用，利用大功率的增壓泵提供高壓水進行擴孔，以達到加速排出鉆屑和增加成孔深度的效果。現(xiàn)有技術中提供高壓水需要大功率的增壓泵，占用體積，不利于井下施工，同時也極大的消耗能源和資源。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是避免使用大功率的增壓泵提供高壓水造成的資源和能源的浪費，且避免高壓供水設備的操作復雜、維護麻煩、運行不穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種雙通道鉆擴一體裝置，由依次通過錐螺紋連接的雙通道高壓水辮、雙通道密封鉆桿、第一連接頭、雙通道鉆擴短節(jié)、第二連接頭、鉆孔鉆頭組成，其中雙通道鉆擴短節(jié)由轉換節(jié)本體、轉換節(jié)本體內部的閥芯組合和轉換節(jié)本體矩形孔部位的擴孔鉆頭組成，在雙通道高壓水辮、雙通道密封鉆桿和雙通道鉆擴短節(jié)內部均設置有獨立的雙通道管路，雙通道貫通了雙通道高壓水辮、雙通道密封鉆桿和雙通道鉆擴短節(jié)，雙通道管路分別為高壓水通道和低壓水通道，雙通道入口都位于雙通道高壓水辮；低壓水通道的出口為雙通道鉆擴短節(jié)內預設管孔的出水口，以實現(xiàn)低壓水通過低壓水通道冷卻鉆孔鉆頭和排渣；高壓水通道的出口作用于雙通道鉆擴短節(jié)內部，以實現(xiàn)高壓水通過高壓水管道作用于閥芯組合從而推動擴孔鉆頭達到擴孔的目的。

進一步，所述的雙通道高壓水辮包括底座、殼體以及水辮-鉆桿連接頭，底座與殼體通過螺紋連接，殼體與水辮-鉆桿連接頭通過錐螺紋連接；高壓水接頭座通過螺栓固定在底座上，高壓水接頭座通過螺紋與高壓水快插接頭相連接，低壓水接頭座通過螺紋連接在底座上且兩者之間設有用于與高壓水通道管旋轉密封的開放式溝槽，低壓水接頭座設有螺紋與低壓水快插接頭相連接；

進一步，殼體內部設置鎖緊螺墊、圓錐滾子軸承、軸承套管，底座內部設有密封套，密封套上設有旋轉密封與軸承套管相配合；殼體外部設有用于注油的壓注式油杯和緊固螺釘，緊固螺釘用于壓緊鎖緊螺墊和底座；殼體底部設有用于密封的骨架油封；鎖緊螺墊設有螺紋與殼體內部的螺紋相配，鎖緊螺墊內設有骨架油封；軸承套管內部中空為低壓水通道，外部分別與密封套、鎖緊螺墊、圓錐滾子軸承相配合，其一端設有左旋內螺紋，另一端設有左旋外螺紋；

進一步，水辮-鉆桿連接頭一端設有左旋內螺紋與軸承套管相配，另一端設有外錐螺紋與雙通道密封鉆桿相配，水辮-鉆桿連接頭內部中空為低壓水通道；高壓水通道管與高壓水接頭座相配，一端設有與軸承套管相配的左旋外螺紋且左旋外螺紋處開設有用于通低壓水的透水孔，另一端設有支撐在水辮-鉆桿連接頭內部的臺階且臺階內部設有雙通道密封鉆桿相配的密封面和用于安放密封的溝槽。

進一步，所述雙通道密封鉆桿為中心軸設有空腔通道的鉆桿，鉆桿兩端設有相適配的外錐螺紋接頭和內錐螺紋接頭，雙通道密封鉆桿內部設有左支撐、高壓水通道管、右支撐、擋圈，高壓水通道管在靠近外錐螺紋一端設有密封凸臺，靠近內錐螺紋一端設有密封溝槽；雙通道密封鉆桿內部空腔部分為低壓水通道，左支撐和右支撐均設置有用于通低壓水的透水孔。

進一步，所述雙通道鉆擴短節(jié)由轉換節(jié)本體、轉換節(jié)本體內部的閥芯組合和轉換節(jié)本體矩形孔部位的擴孔鉆頭組成，閥芯組合位于轉換節(jié)本體沿其軸向的通孔內部。

進一步，閥芯組合包括閥芯套筒、壓力調節(jié)套、彈簧、滑鎖和滑鎖連接頭，閥芯套筒與通孔同軸設置，壓力調節(jié)套設置于閥芯套筒內部且與閥芯套筒同軸設置，彈簧一端固定設置于壓力調節(jié)套內，另一端與滑鎖連接。

進一步，擴孔鉆頭包括支撐桿和刀片，支撐桿與滑鎖連接頭銷連接且可在轉換節(jié)本體上開設的矩形孔內伸縮，刀片位于支撐桿末端，支撐桿上設置有沿支撐桿軸向延伸的長槽，轉換節(jié)本體上設置有支撐桿上長槽對應的限位軸且限位軸位于長槽內。

進一步，轉換節(jié)本體兩端為螺紋接頭，分別連接雙通道密封鉆桿和鉆孔鉆頭，與雙通道密封鉆桿的連接端設置了低壓水入口和高壓水入口，高壓水出口位于轉換節(jié)本體沿其軸向的通孔內部并且作用于通孔內的滑鎖從而帶動整個閥芯組合及擴孔鉆頭運動，低壓水從低壓水入口進入轉換節(jié)本體內預設的低壓水通道，預設的低壓水通道共有六個且沿轉換節(jié)本體的圓周分布，其中四個低壓水通道的出水口通向鉆頭連接處，另兩個低壓水通道的出水口通向轉換節(jié)本體開設的矩形孔處。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：提供一種操控簡單、運行平穩(wěn)、維護簡便的雙通道鉆沖擴一體裝置，通過低壓水流經低壓水通道以冷卻鉆頭，使得裝置正常鉆進，通過高壓水可在小功率增水泵作用下通過高壓水通道達到鉆頭頂部，在不退鉆的情況下可以水力增透和沖孔，且高壓水推動滑鎖向左移動，進而帶動擴孔鉆頭張開對瓦斯抽采孔進行擴孔，從而達到低壓水、高壓水分開，雙通道鉆沖擴一體的效果。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明整體結構示意圖。

圖2 為本發(fā)明中的雙通道高壓水辮結構示意圖。

圖3 為本發(fā)明中的雙通道密封鉆桿結構示意圖。

圖4為本發(fā)明中的雙通道鉆擴短節(jié)沿矩形孔中心橫切面的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明中的雙通道鉆擴短節(jié)沿矩形孔中心縱切面的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1~4對本發(fā)明作進一步說明：

本發(fā)明一種雙通道鉆沖擴一體裝置的主要功能部位是雙通道高壓水辮1、雙通道密封鉆桿2和雙通道鉆擴短節(jié)4，雙通道高壓水辮1與雙通道密封鉆桿2的一端通過相配合的螺紋連接，雙通道密封鉆桿2的另一端與雙通道鉆擴短節(jié)4通過第一連接頭3螺紋連接，雙通道鉆擴短節(jié)4通過第二連接頭5與鉆孔鉆頭6螺紋連接，第一連接頭3一端設有與雙通道密封鉆桿2相連的內錐螺紋，另一端設有與雙通道鉆擴短節(jié)4相連的螺紋，內部中空為低壓水通道；第一連接頭3在靠近內錐螺紋一端設有密封溝槽，在另一端靠近螺紋處設有端面密封溝槽，第二連接頭5一端設有與雙通道鉆擴短節(jié)連接的內螺紋，另一端設有與鉆孔鉆頭6相連的外螺紋，內部中空可供低壓水流至鉆孔鉆頭6；雙通道高壓水辮1、雙通道密封鉆桿2和雙通道鉆擴短節(jié)4的內部都分別設置有高壓水通道和低壓水通道的雙通道，并且雙通道貫通雙通道高壓水辮1、雙通道密封鉆桿2和雙通道鉆擴裝置，使得高壓水最終作用于雙通道鉆擴短節(jié)4的閥芯組合從而推動擴孔鉆頭達到沖孔、擴孔的目的，使得低壓水冷卻雙通道鉆擴短節(jié)4的擴孔鉆頭6和鉆孔鉆頭。

雙通道高壓水辮1使用時用鉆機動力端加緊鉆桿傳遞動力并且與水泵相連通過預設通道供水，本發(fā)明的雙通道高壓水辮1由底座7、殼體8和水辮-鉆桿連接頭9三部分組成，底座7與殼體8通過螺紋連接，殼體8與水辮-鉆桿連接頭9通過錐螺紋連接，雙通道高壓水辮1內部有兩個供水通道，分別為高壓水通道和低壓水通道，因此雙通道高壓水辮1的底座7上設有高壓水接頭座10和低壓水接頭座11，高壓水接頭座10通過螺栓固定在底座7上，高壓水接頭座10通過螺紋與高壓水快插接頭相連接，低壓水接頭座11通過螺紋連接在底座7上且兩者之間設有用于與高壓水通道管12旋轉密封的開放式溝槽，低壓水接頭座11設有螺紋與低壓水快插接頭相連接，高壓水快插接頭通過水管與小功率的增壓泵相連，增壓泵提供可推動雙通道鉆擴短節(jié)4中的滑鎖29的壓力，高壓水接頭座10與高壓水通道連接端設有用于安放密封圈的溝槽和開放式的旋轉密封溝槽，低壓水接頭座11的一端與底座7、軸承套管14進行密封，其另一端有左旋的外螺紋與殼體8連接，并設有安放密封套的臺階孔；殼體8外部設有用于注油的壓注式油杯19和緊固螺釘18，緊固螺釘18用于壓緊鎖緊螺墊17和底座7，殼體8底部設有用于密封的骨架油封21，殼體8內部空腔，一端設有內螺紋，可與低壓接頭座11、鎖緊螺墊17相連接，且外部設有緊固螺釘18連接，殼體8內部空腔裝有圓錐滾子軸承15，圓錐滾子軸承15內有相應的軸承套管14，軸承套管14外部分別與密封套16、鎖緊螺墊17、圓錐滾子軸承15相配合，密封套16與低壓接頭座11相配合，密封套16外部設有用于密封的溝槽，密封套內孔設有與軸承套管相配合的旋轉密封溝槽，鎖緊螺墊17設有與殼體8相配合的左旋外螺紋，鎖緊螺墊內部設有與軸承套管相配合的骨架密封溝槽20，軸承套管內部設有低壓水通道13和高壓水通道管12，軸承套管14一端設有內螺紋與高壓水通道管12上的外螺紋相配合并開設有通低壓水的透水孔，另一端設有與水辮-鉆桿連接頭9相連接的外螺紋和用于密封的臺階面；鉆桿連接端的水辮-鉆桿連接頭9處也設有用通透低壓水的支撐套且尾端有與雙通道鉆桿密封連接的高壓水管道，高壓水通道管12尾端設有與雙通道密封鉆桿2相連接密封溝槽，軸承套管14、高壓水通道管12和水辮-鉆桿連接頭9三者一起旋轉。

雙通道密封鉆桿2包括中心軸設有空腔通道的鉆桿，鉆桿兩端設有相適配的外錐螺紋接頭23和內錐螺紋接頭22，內部空腔設有左支撐24、高壓水通道管27、右支撐25、擋圈26，鉆桿的空腔通道內在臨近內錐螺紋處有密封溝槽和用于安放左支撐的臺階面；鉆桿的空腔通道內在臨近外錐螺紋一端設有擋圈連接的可拆卸的高壓水通道管27，通過右支撐25安放于內部設有的臺階面位置；左支撐24、右支撐25均設有用于流通低壓水的通孔；右支撐25還設有與雙通道短節(jié)相連接的密封溝槽。

雙通道鉆擴短節(jié)4由轉換節(jié)本體、轉換節(jié)本體內部的閥芯組合和轉換節(jié)本體矩形孔部位的擴孔鉆頭組成，閥芯組合位于轉換節(jié)本體沿其軸向的通孔內部，閥芯組合包括閥芯套筒30、壓力調節(jié)套33、彈簧31、滑鎖29和滑鎖連接頭32，閥芯套筒30與通孔同軸設置，壓力調節(jié)套33設置于閥芯套筒30內部且與閥芯套筒30同軸設置，壓力調節(jié)套33與閥芯套筒30通過螺紋連接，彈簧31一端固定設置于壓力調節(jié)套33內，另一端與滑鎖29連接，滑鎖29與壓力調節(jié)套33之間設有防塵圈；轉換節(jié)本體上開設有矩形孔44，擴孔鉆頭位于矩形孔部位，且可在矩形孔內伸縮，擴孔鉆頭包括兩個支撐桿34和支撐桿末端設置的刀片36，支撐桿34與滑鎖連接頭32銷連接且可在轉換節(jié)本體上開設的矩形孔44內伸縮，支撐桿34上設置有沿支撐桿軸向延伸的長槽37，轉換節(jié)本體上設置有支撐桿34上長槽37對應的限位軸35且限位軸位于長槽內；

轉換節(jié)本體兩端為螺紋接頭，分別連接雙通道密封鉆桿2和鉆孔鉆頭6，與雙通道密封鉆桿2的連接端設置了低壓水入口39和高壓水入口39，高壓水出口位于轉換節(jié)本體沿其軸向的通孔內部并且作用于通孔內的滑鎖從而帶動整個閥芯組合及擴孔鉆頭運動，轉換節(jié)本體的通孔部位預留有泄壓孔43，當高壓水推動滑鎖29到達泄壓孔43的位置，高壓水從泄壓孔43泄出，減弱了對滑鎖的壓力并由彈簧31帶動滑鎖復位，從而限制了滑鎖的行程而限制了擴孔鉆頭的展開程度，低壓水從低壓水入口39進入轉換節(jié)本體內預設的低壓水通道40，預設的低壓水通道共有六個且沿轉換節(jié)本體的圓周分布，其中四個低壓水通道的出水口42通向鉆孔鉆頭6連接處，另兩個低壓水通道的出水口41通向轉換節(jié)本體開設的矩形孔44處。

本發(fā)明一種雙通道鉆沖擴一體裝置，在使用時，通過把雙通道高壓水辮、雙通道密封鉆桿、第一連接頭、雙通道鉆擴短節(jié)、第二連接頭、鉆孔鉆頭進行連接形成雙通道鉆沖擴一體裝置且保證各部件內部的雙通道對接通暢，其工作原理就是通過開設了高壓水通道和低壓水通道的雙通道，使得高壓水不直接用于沖擴和擴孔，而是利用水壓推動伸縮的擴孔鉆頭，進行擴孔和排渣，使得高壓水的壓力提供僅需要小功率的增壓泵即可，減少了能源消耗和供能成本，而低壓水流經預設管道用于冷卻鉆頭，使鉆頭能夠正常運轉。