一種水動力鉆進割縫系統技術方案

一種水動力鉆進割縫系統，適用于煤礦井下坑道鉆進及煤層水力割縫中使用。利用帶壓水產生裝置、水壓控制器、水力推進系統、高壓密封鉆桿，帶壓水產生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，帶壓水通過調壓裝置將水壓調整到需要的水壓后，使帶壓水通過泄壓保護裝置入水口上的三通流到達水力推進系統中，帶壓水通過高壓密封鉆桿進入自旋轉振動割縫裝置，給其供高壓水，自旋轉振動割縫裝置在高壓水的帶東西進行鉆進割縫工作。其結構簡單，使用帶壓水為動力源，鉆進割縫效果好，安全可靠。

【技術實現步驟摘要】
一種水動力鉆進割縫系統
本專利技術涉及一種水動力鉆進割縫系統，尤其適用于煤礦井下坑道鉆進及煤層水力割縫中使用。
技術介紹
目前使用的水動力鉆進割縫系統，基本上是以液壓油為液壓媒體進行能量的傳遞，其存在以下不足：（1）現在礦井中的泵站基本上依靠人力或步履式運輸，會造成人的勞動強度過大或者步履底盤過大，不宜在巷道內使用；（2）以液壓油為媒介的液壓系統，在使用和維護過程中，會對周邊環境造成污染；（3）相對于以水為壓力媒介，液壓油具有來源不方便，價格高昂，且需要新增一套液壓泵站等缺點；（4）此外，鉆頭需要通過鉆桿施加推力次啊能夠實現鉆進，現在煤礦所使用的液壓坑道鉆機，在鉆進過程中鉆桿與鉆孔壁的摩擦做功消耗了鉆機的絕大部分功率。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中存在的問題，提供一種結構簡單，使用帶壓水為動力源，鉆進割縫效果好，安全可靠的水動力鉆進割縫系統為實現上述目的，水動力鉆進割縫系統，包括帶壓水產生裝置、水壓控制器、水力推進系統、高壓密封鉆桿，所述的帶壓水產生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管水與力推進系統連接，水力推進系統通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉振動割縫裝置；所述水壓控制器包括相互連接的調壓裝置和泄壓保護裝置，所述調壓裝置與帶壓水產生裝置的出水口連接，泄壓保護裝置與調壓裝置通過高壓膠管相連接；泄壓保護裝置包含先導控制閥、泄壓閥和過濾器，泄壓閥上設有進水口和回水口，泄壓閥的進水口通過三通用高壓膠管與設在水利推進系統上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥內開有溝通進水口和回水口的管道，進水口管道處開與過濾器進水口相通的管道和測壓口，測壓口上設有水壓表，進水口和回水口之間的管道中設有將管道封堵住的泄壓閥芯，所述泄壓閥芯包括設在進水口管道處的堵頭，堵頭上設有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧，所述固定螺母上開有與泄壓彈簧相通的孔洞；所述先導控制閥包括先導控制閥閥體和先導控制閥閥芯，先導控制閥閥體上設有與泄壓閥芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上設有與平衡腔連通的閥槽和與過濾器出水口相連的管道，閥槽上設有十字管狀的閥門套筒，閥門套筒內設有與閥槽相匹配的控制閥芯，閥門套管上設有與泄壓閥回水口相連的管道，所述控制閥芯包括縱向設置在十字管狀的閥門套筒的壓力滑竿和分別橫向設置在壓力滑竿兩側的滑竿定位推頭，所述壓力滑竿頭部與閥槽之間設有起跳針閥，壓力滑竿兩側設有滑道卡槽，滑竿定位推頭頭部分別與壓力滑竿兩側的滑道卡槽相接觸，壓力滑竿尾部設有壓力彈簧，閥門套筒頂端設有壓緊螺母，通過壓力彈簧將壓力滑竿連帶起跳針閥抵在閥槽中，所述滑竿定位推頭尾部設有定位彈簧，通過壓緊螺母固定在閥門套筒兩側，通過定位彈簧將滑竿定位推頭抵在壓力滑竿兩側的滑道卡槽中；所述水力推進系統包括連接架體，連接架體上安裝有滑板，滑板上設有雙作用水缸和水力旋轉馬達，雙作用水壓缸和水力旋轉馬達通過高壓膠管分別連接有控制閥組，所述高壓密封鉆桿為中空結構，高壓密封鉆桿公頭上設有密封圈。所述的自旋轉振動割縫裝置包括沖擊活塞套和設置在活塞缸套內的沖擊活塞桿，沖擊活塞桿上設有大活塞和小活塞，大活塞和小活塞與沖擊活塞套形成大活塞腔和小活塞腔，沖擊活塞桿的尾部設有螺旋花鍵，頭部設有花鍵，內部設有帶壓水通道，所述沖擊活塞桿的小活塞前端開有與帶壓水通道連接的通水孔，大活塞內部設有與帶壓水通道相通的大活塞帶壓水管道，帶壓水管道出口處設有換向閥，換向閥上裝有密封圈及兩頭用來開關帶壓水管道的針閥，沖擊活塞桿頭部通過花鍵與水壓旋轉頭相連接，沖擊活塞套的前端固定有穿過水壓旋轉頭的定位螺母，水壓旋轉頭上設有帶側面射流孔的鉆頭，沖擊活塞套連接有定位連接體，定位連接體內部設有與沖擊活塞桿尾部螺旋花鍵相匹配的超越離合器，定位連接體尾部設有方便螺紋連接沖擊活塞桿的連接頭；所述水壓控制器包括的調壓裝置和泄壓保護裝置之間相互串聯，或者通過三通相互并聯，再通過三通連接到水利推進系統上；所述帶壓水產生裝置為壓水發生器、乳化液泵站或自然落差帶壓水裝置，帶壓水產生裝置產生的壓力水壓力范圍為0-150Mpa，最佳工作壓力值為2-100Mpa；所述調壓裝置型號為BO-TK01；所述鉆頭上設有金剛石切割刀片和小截齒，鉆頭周邊設有切割射流水孔，實現帶壓水射流切割，所述鉆頭與水壓旋轉頭為一體式或者分體均可。有益效果：本專利技術設有帶壓水產生裝置，通過帶壓水推動設備工作，不使用液壓油，成本低，環保效果好，帶壓水產生裝置連接調壓裝置和泄壓保護裝置，可以根據不同的情況使用不同的帶壓水驅動整個設備，實現自旋轉振動割縫裝置的震動和鉆進切割動作，同時在壓力過高時還能降壓力泄出，從而保護人員安全，當異常高壓問題排除后，復位泄壓保護裝置從而使整個系統能個馬上繼續正常工作；通過水利推進系統的雙作用水缸和水力旋轉馬達，給高壓密封桿提供震動和沖擊力，在震動和鉆進切割動作同時提供沖擊動力，有效破碎巖石，提高切割巖石鉆進的效率；通過高壓密封鉆桿設有自旋轉振動割封裝置，通過高壓水使其振動旋轉，帶動設在上面的鉆頭實現旋轉與切割煤層，其結構簡單，使用方便，只是用帶壓水即可完成對煤層的鉆進和切割，成本低，效果好。附圖說明圖1是本專利技術的連接框圖；圖2是本專利技術的自旋轉振動割縫裝置結構圖；圖3是本專利技術的沖擊活塞桿示意圖；圖4是本專利技術的活塞缸套與沖擊活塞桿放大示意圖；圖5是本專利技術的泄壓保護裝置結構圖；圖6是本專利技術的先導控制閥結構圖；圖中：1-連接頭，2-超越離合器，3-定位連接體，4-沖擊活塞桿，5-活塞缸套，6-定位銷釘，7-固定螺母，8-水壓旋轉頭，9-換向閥,10-大活塞，11-小活塞，12-螺旋花鍵，13-花鍵，14-排水孔，15-小活塞腔，16-通水孔，17-大活塞腔，18-帶壓水管道，19-先導控制閥，20-泄壓閥，21-過濾器，22-回水口，23-進水口，24-測壓口，25-堵頭，26-泄壓閥芯，27-泄壓彈簧，28-平衡強，29-起跳針閥，30-壓力滑竿，31-滑竿定位推頭，32-定位彈簧，33-壓力彈簧，34-壓緊螺母。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的一個實施例作進一步的說明：如圖1所示，本專利技術的水動力鉆進割縫系統，包括帶壓水產生裝置、水壓控制器、水力推進系統、高壓密封鉆桿，所述的帶壓水產生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管水與力推進系統連接，水力推進系統通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉振動割縫裝置；所述水壓控制器包括相互連接的調壓裝置和泄壓保護裝置，所述調壓裝置與帶壓水產生裝置的出水口連接，泄壓保護裝置與調壓裝置通過高壓膠管相連接；如圖5所示，泄壓保護裝置包含先導控制閥19、泄壓閥20和過濾器21，泄壓閥上設有進水口23和回水口22，泄壓閥的進水口23通過三通用高壓膠管與設在水利推進系統上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥20內開有溝通進水口和回水口的管道，進水口管道處開與過濾器21進水口相通的管道和測壓口24，測壓口24上設有水壓表，進水口23和回水口22之間的管道中設有將管道封堵住的泄壓閥芯26，所述泄壓閥芯26包括設在泄壓閥進水口管道處的堵頭25，堵頭25上設有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧27，所述固定螺母上開有與泄壓彈簧27相通的孔洞；如圖6所示，所述先導控制閥19包括先導控制閥閥體和先導控制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水動力鉆進割縫系統，包括帶壓水產生裝置、水壓控制器、水力推進系統、高壓密封鉆桿，其特征在于：所述的帶壓水產生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管水與力推進系統連接，水力推進系統通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉振動割縫裝置；所述水壓控制器包括調壓裝置和泄壓保護裝置，所述調壓裝置與帶壓水產生裝置的出水口連接，泄壓保護裝置與調壓裝置通過高壓膠管相連接；泄壓保護裝置包含先導控制閥、泄壓閥和過濾器，泄壓閥上設有進水口和回水口，泄壓閥的進水口通過三通用高壓膠管與設在水利推進系統上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥內開有溝通進水口和回水口的管道，進水口管道處開與過濾器進水口相通的管道和測壓口，測壓口上設有水壓表，進水口和回水口之間的管道中設有將管道封堵住的泄壓閥芯，所述泄壓閥芯包括設在進水口管道處的堵頭，堵頭上設有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧，所述固定螺母上開有與泄壓彈簧相通的孔洞；所述先導控制閥包括先導控制閥閥體和先導控制閥閥芯，先導控制閥閥體上設有與泄壓閥芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上設有與平衡腔連通的閥槽和與過濾器出水口相連的管道，閥槽上設有十字管狀的閥門套筒，閥門套筒內設有與閥槽相匹配的控制閥芯，閥門套管上設有與泄壓閥回水口相連的管道，所述控制閥芯包括縱向設置在十字管狀的閥門套筒的壓力滑竿和分別橫向設置在壓力滑竿兩側的滑竿定位推頭，所述壓力滑竿頭部與閥槽之間設有起跳針閥，壓力滑竿兩側設有滑道卡槽，滑竿定位推頭頭部分別與壓力滑竿兩側的滑道卡槽相接觸，壓力滑竿尾部設有壓力彈簧，閥門套筒頂端設有壓緊螺母，通過壓力彈簧將壓力滑竿連帶起跳針閥抵在閥槽中，所述滑竿定位推頭尾部設有定位彈簧，通過壓緊螺母固定在閥門套筒兩側，通過定位彈簧將滑竿定位推頭抵在壓力滑竿兩側的滑道卡槽中；所述水力推進系統包括連接架體，連接架體上安裝有滑板，滑板上設有雙作用水缸和水力旋轉馬達，雙作用水壓缸和水力旋轉馬達通過高壓膠管分別連接有控制閥組，所述高壓密封鉆桿為中空結構，高壓密封鉆桿公頭上設有密封圈。...

【技術特征摘要】
1.一種水動力鉆進割縫系統，包括帶壓水產生裝置、水壓控制器、水力推進系統、高壓密封鉆桿，其特征在于：所述的帶壓水產生裝置的出水口通過高壓膠管與水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管與水力推進系統連接，水力推進系統通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉振動割縫裝置；所述水壓控制器包括調壓裝置和泄壓保護裝置，所述調壓裝置與帶壓水產生裝置的出水口連接，泄壓保護裝置與調壓裝置通過高壓膠管相連接；泄壓保護裝置包含先導控制閥、泄壓閥和過濾器，泄壓閥上設有進水口和回水口，泄壓閥的進水口通過三通用高壓膠管與設在水力推進系統上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥內開有溝通進水口和回水口的管道，進水口管道處開與過濾器進水口相通的管道和測壓口，測壓口上設有水壓表，進水口和回水口之間的管道中設有將管道封堵住的泄壓閥芯，所述泄壓閥芯包括設在進水口管道處的堵頭，堵頭上設有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧，所述固定螺帽上開有與泄壓彈簧相通的孔洞；所述先導控制閥包括先導控制閥閥體和先導控制閥閥芯，先導控制閥閥體上設有與泄壓閥芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上設有與平衡腔連通的閥槽和與過濾器出水口相連的管道，閥槽上設有十字管狀的閥門套筒，閥門套筒內設有與閥槽相匹配的控制閥芯，閥門套筒上設有與泄壓閥回水口相連的管道，所述控制閥芯包括縱向設置在十字管狀的閥門套筒的壓力滑竿和分別橫向設置在壓力滑竿兩側的滑竿定位推頭，所述壓力滑竿頭部與閥槽之間設有起跳針閥，壓力滑竿兩側設有滑道卡槽，滑竿定位推頭頭部分別與壓力滑竿兩側的滑道卡槽相接觸，壓力滑竿尾部設有壓力彈簧，閥門套筒頂端設有壓緊螺母，通過壓力彈簧將壓力滑竿連帶起跳針閥抵在閥槽中，所述滑竿定位推頭尾部設有定位彈簧，通過壓緊螺母固定在閥門套筒兩側，通過定位彈簧將滑竿定位推頭抵在壓力滑竿兩側的滑道卡槽中；所述水力推進系統包括連接架體，連接架體上安裝有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張連軍，朱善超，張海賓，
申請(專利權)人：徐州博安科技發展有限責任公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32