CN109505579A - 一种可调式注液切缝装置 - Google Patents

Abstract

本内容主要提供了一种可调式注液切缝装置，其主要由壳体、高压聚能转换阀组、防喷安全阀组三大部分组成，通过对高压聚能转换阀组中的聚能阀芯进行调压达到可以在任意压力值进行切缝压力转换的目的，传统的割缝水刀等装置具有较强单一性，只能在固定压力值进行割缝不能进行任意压力调节，而将钻液压力通过时设置为可调状态时可以满足大多数矿井使用，减少人力物力损耗，通过实践应用可调式注液切缝装置与传统的割缝水刀相比具有更加灵活性且切缝效果良好，有效达到瓦斯增透或地压压力释放的目的。

Description

一种可调式注液切缝装置

技术领域

本发明主要涉及一种可调式注液切缝装置，其主要用于地质钻探中的高压注液旋喷割缝，增加透气性及做压裂钻进使用。

背景技术

地质勘探钻孔发展历史悠久，在不断进化发展过程中，人们开发了许多类型的钻探工艺方案，但是多数的钻孔都是基于钻具产品的研发与优化，就目前市场产品覆盖范围看来，多使用的是钻杆与钻头搭配连接然后利用钻机带动钻孔作业，但是这里钻孔工艺造成成型孔径有限，若想增加孔内内部构造空间实属困难，且无法实现孔内径向空间增大的目的。经过研究在煤矿瓦斯抽放钻孔或地质卸压钻孔等，如果在其预探测瓦斯高点位置或地压冲击高位置进行径向增加孔径范围可使瓦斯抽采率及地压释放范围增加数倍，为此人们经过开发研制了多种装置用于孔内割缝或孔内爆破，孔内割缝一般多采用液体进行高压冲洗割缝，进行割缝时利用增压泵将压力加压至一定范围通过喷嘴实现水利割缝，但是这种产品经过多个地方考擦使用情况，由于每个矿区环境及煤层系数、岩石硬度不一样且产品设计单一，无法进行压力调节，造成压力转换不到位等诸多为题，增加售后成本甚至造成无法使用。采用孔内爆破是多采用气体压缩形式，利用装置或购置已有压缩气体，通过管道将压缩气体输送至需爆破位置，然后引导爆破，此类工艺措施存在风险性极大，易造成瓦斯及矿压突然释放，造成突出甚至瓦斯爆炸、冒顶等灾害，危机矿工生命安全，另外工人素质要求严格，需要经过严格培训然后需要判断灵敏，人为掌握困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调式注液切缝装置，其主要特征在于由壳体、高压聚能转换阀组、防喷安全阀组三大部分组成，常压钻进时高压聚能转换阀处于静止状态，当钻液通过增压泵达到一定压力值后高压聚能转换阀组中的聚能阀芯进行运动将常压冷却端进行密封，喷嘴方向打开然后进行切缝，根据设定压力值可调节高压聚能转换阀组中的调压机构进行压力调节，从而达到与增压泵互配使用的目的。

根据上述的一种可调式注液切缝装置，其主要特征在于采用高压聚能转换阀组结构进行压力转换控制，利用聚能阀芯、压缩弹簧、调压机构进行切缝装置的开闭运动调节，可根据矿压、矿内环境、被割缝介质硬度系数等进行合适的压力转换，解决了原有类似产品的压力不可调节功能，节省了大量人力物力。

根据上述的一种可调式注液切缝装置，其主要特征在于所描述的聚能阀芯采用高强度材料制作，一端设计为多道聚能阻尼槽，使钻液通过时钻液流量在此形成阻力，流量越大阻力越大，从而达到聚能阀芯运动的目的；另一端采用锥度孔设计结构，采用锥度结构进行密封可以有效保障密封效果，聚能阀芯运动到调节密封垫处进行密封，然后可以进行切缝作业，从而达到使用目的。

根据上述的一种可调式注液切缝装置，其主要特征在于采用防喷安全阀组对钻进时进行安全防护控制，采用逆向阀结构原理，在逆向阀芯一端加工成内凹弧面结构，然后用压缩弹簧逆向压紧阀芯，当钻进预见孔内压力过大或瓦斯喷孔时，逆向阀芯进行闭合，防止进行进入钻具涌向钻场，当常压打钻时通过常压钻液将逆向阀芯打开，钻液可正常输送至钻头端进行冷却排渣钻进，从而有效维护钻场环境及工人人身安全。

附图说明：

图1是一种可调式注液切缝装置的剖视图

图2是一种可调式注液切缝装置中聚能阀芯的剖视图

图3是一种可调式注液切缝装置中调节密封垫的剖视图

图4是一种可调式注液切缝装置中防喷安全阀组的剖视图

其中1—壳体，2—喷嘴，3—聚能阀芯，4—压缩弹簧，5—调压机构，6—调节密封垫，7—防喷安全阀组，8—孔用卡簧，9—钻杆连接体；

其中301—聚能阻尼槽，302—钻液通道，303—锥度孔；

其中601—钻液通道，602—密封圈；

其中701—滤网孔用卡簧，702—滤网，703—压缩弹簧，704—逆向阀芯，705—阻垫，706—阻垫孔用卡簧，707—壳体连接体，708—钻头连接体。

具体实施方式

参照附图中所涵盖的图形并具体实用说明如下：

依照图中所示，壳体1一端通过钻杆连接体9与钻杆进行连接，另一端通过壳体连接体707与防喷安全阀组7进行连接，壳体1内安置有聚能阀芯3，聚能阀芯3上设置有聚能阻尼槽301以及钻液通道302、锥度孔303，压缩弹簧4安装在聚能阀芯3上并一端和调压机构5连接，聚能阀芯3通过钻液压力形成运动进行开闭运动，从而在实现打开时高压钻液从喷嘴2冲喷出，聚能阀芯3中的锥度孔303与调节密封垫6进行密封；关闭状态时常压钻液通过聚能阀芯3中的钻液通道302并通过调节密封垫中的钻液通道601然后将防喷安全阀组7中的逆向阀芯704进行打开，当从而最终通过滤网702输送至钻头端，逆向阀芯704通过阻垫705和阻垫孔用卡簧706进行控制，并利用压缩弹簧703根据钻液进行往复运动，而滤网702通过滤网孔用卡簧701进行固定，聚能阀芯3通过壳体1中的孔用卡簧8进行一端固定，当高压钻液通过时进行反向运动然后形成密封，达到高压切缝的目的。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (3)

1.一种可调式注液切缝装置，其特征在于钻杆由壳体、高压聚能转换阀组、防喷安全阀组三大部分组成，常压钻进时高压聚能转换阀处于静止状态，当钻液通过增压泵达到一定压力值后高压聚能转换阀组中的聚能阀芯进行运动将常压冷却端进行密封，喷嘴方向打开然后进行切缝，根据设定压力值可调节高压聚能转换阀组中的调压机构进行压力调节，高压聚能转换阀组中设置有聚能阀芯，聚能阀芯上设置有多道聚能阻尼槽，使钻液通过时钻液流量在此形成阻力，利用聚能阀芯、压缩弹簧、调压机构进行切缝装置的开闭运动调节进行合适的压力转换。

2.根据权利要求1所述的一种可调式注液切缝装置，其特征在于聚能阀芯采用高强度材料制作，一端设计为多道聚能阻尼槽，使钻液通过时钻液流量在此形成阻力，流量越大阻力越大。

3.根据权利要求1所述的一种可调式注液切缝装置，其特征在于通过调压机构控制后可对聚能阀芯所受弹簧力进行可调，从而达到压力可调的目的。