CN1125915C - 高压水射流可控自旋转钻头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种高压水射流可控自旋转钻头装置，属于采矿钻进领域，涉及到地下、地面实现各种岩矿层的大孔径水平、垂直和拐弯的深孔钻进技术。钻头内有一盲空心轴作为支撑轴，由可调节的驱动水喷嘴喷出的高压水驱动叶轮旋转，通过谐波减速器带动旋转喷头，旋转喷头上的可调节喷嘴喷出多个轨迹为圆锥体的高压水旋转体，利用水的冲击动量切割介质，实现钻头的功能。并可连续长距离钻进。
Description
技术领域：
本发明属于采矿钻进领域，涉及一种采用高压水射流技术，对地下、地面各种岩矿层的大孔径水平、垂直和拐弯的深孔钻进和割缝技术。同时也涉及高压水射流用于管道清洗技术。
背景技术：
现有的钻头多为机械式，靠切削刃钻进，钻杆驱动型钻进长度受钻杆长度的限制，钻长孔时需频繁更换钻杆且劳动强度大、成本高并方向控制复杂。带动力头钻进型则拐弯半径大，同样存在设备笨重问题。
高压水射流技术是新发展起来的一门新技术，其特点是通过高压水射流的能量高度集中，对矿岩层实施高效率的破岩与切割等。目前，采用高压水射流技术的水力钻头有两种形式：
(1)靠侧向喷射反推力驱动装有单个或几个喷嘴的喷头旋转，切削钻进，如：U.S.Patent No.4529046公开的一种钻头装置，它以高压水作为切割介质和驱动钻头旋转的动力，装置中盲空心轴作为支承，盲空心轴的后端有环形出水孔，盲空心轴通过连接架与旋转喷头连接，旋转喷头内为空腔，旋转喷头上分布喷嘴。这种装置由于喷头在旋转中，静动摩擦系数的差异，会使钻速高达10000-20000rpm，水射流完全雾化，切削力大大降低甚至完全伤失，致使钻头无法破岩。
(2)靠螺旋体将单水柱形成圆柱或圆锥水柱，进行切割，这种钻头由于是一个全断面切割的技术方案，单位时间内能量消耗太大，要求设备必须有特别大的功率，以致在绝大多数情况下难以使用。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，设计一种高压水射流可控自旋转钻头装置，实现可控、低转速深长孔连续钻进，并保证成孔质量和易于控制，减轻劳动强度，提高工作效率。
本发明的设计方案：高压水射流可控自旋转钻头装置有一盲空心轴作为支撑轴，轴的后端有高压水接口，轴的中部有可调节的驱动水喷嘴。轴上套有内齿式驱动叶轮，叶轮由滚动轴承支承，叶轮被驱动水喷嘴喷出的高压水驱动旋转，叶轮用平键与谐波减速器相连，带动谐波减速器的输入端旋转，谐波减速器的输出端用内六角螺钉与连接架固定，通过销轴带动旋转喷头旋转。谐波减速器的定位由连接套固定在主轴上解决。盲空心轴的前端装轴端螺母，对旋转喷头起定位作用和保护装置的整体。同时高压水由盲空心轴前部的径向小孔进入旋转喷头的高压水空腔，由旋转喷头上的可调节喷嘴喷出。喷嘴沿旋转喷头锥面圆周布置，成螺旋状分布。高压水由旋转喷头喷出后形成多个轨迹为圆锥体的高压水旋转体。利用水的冲击动量切割介质，实现钻头的功能。
本发明与背景技术相比，能实现煤层及各种岩矿层的快速连续钻长孔和割缝。并减轻工人的劳动强度和提高工作效率。
下面将通过实施例结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明：
图1是本发明的结构图。
具体实施方式：
如图1所示，一种高压水射流可控自旋转钻头装置，盲空心轴1上装有轴承3，轴承3内嵌入驱动叶轮10，驱动叶轮10通过键与谐波减速器4的输入端相连，谐波减速器4通过连接套2与盲空心轴1固定，谐波减速器4的输出端通过连接架5带动旋转喷头6旋转，旋转钻头6上的部分工作喷嘴7的轴线与盲空心轴1的轴线相交，部分工作喷嘴7的轴线与盲空心轴1的轴线平行，盲空心轴1前端有外螺纹接头，外螺纹接头上装有轴端螺母8，盲空心轴1的后端有内螺纹孔，内螺纹孔的底部是一个环形平面，装有动力喷嘴9，其轴线与盲空心轴1的轴线垂直相错，且都朝同一方向偏斜。
所述的盲空心轴1与旋转钻头6配合部分开有环形小沟槽，连接套2上设有螺孔，并配有用以紧固定位用的锁紧螺钉。
所述的谐波减速器4的输出端通过内六角螺钉带动连接架5旋转，连接架5通过轴销带动旋转钻头6旋转。同时高压水通过盲空心主轴1的中前部径向孔进入旋转喷头6的高压腔，然后经工作喷嘴7喷出，形成螺旋圆锥冲击体，切割介质，完成工作。
本发明的优点及用途：本发明是高压水钻机的关键部分，其优点是使用相对小的动力，在地下、地面实现各种岩矿层大孔径水平、垂直和拐弯的深孔钻进和割缝。通过这一技术，解决能源、资源开发中长期难于解决的技术难题，实现其技术进步。
Claims (3)
1、一种高压水射流可控自旋转钻头装置，以高压水作为切割介质和驱动钻头旋转的动力，装置中盲空心轴作为支承，盲空心轴的后端有环形出水孔，盲空心轴通过连接架与旋转喷头连接，旋转喷头内为空腔，旋转喷头上分布喷嘴，其特征在于：所述的盲空心轴(1)上装有轴承(3)，轴承(3)内嵌入驱动叶轮(10)，驱动叶轮(10)通过键与谐波减速器(4)的输入端相连，谐波减速器(4)通过连接套(2)与盲空心轴(1)固定，谐波减速器(4)的输出端通过连接架(5)带动旋转喷头(6)旋转，旋转钻头(6)上的部分工作喷嘴(7)的轴线与盲空心轴(1)的轴线相交，部分工作喷嘴(7)的轴线与盲空心轴(1)的轴线平行，盲空心轴(1)前端有外螺纹接头，外螺纹接头上装有轴端螺母(8)，盲空心轴(1)的后端有内螺纹孔，内螺纹孔的底部是一个环形平面，装有动力喷嘴(9)，其轴线与盲空心轴(1)的轴线垂直相错，且都朝同一方向偏斜。
2、根据权利要求1所述的高压水射流可控自旋转钻头装置，其特征在于：所述的谐波减速器(4)的输出端通过内六角螺钉带动连接架(5)旋转，连接架(5)通过轴销带动旋转钻头(6)旋转。
3、根据权利要求1所述的高压水射流可控自旋转钻头装置，其特征在于：所述的盲空心轴(1)与旋转钻头(6)配合部分开有环形小沟槽，连接套(2)上设有螺孔，并配有用以紧固定位用的锁紧螺钉。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN100335738C (zh) * | 2005-11-26 | 2007-09-05 | 太原理工大学 | 可水压切换冲孔、割缝的高压水射流钻头 |
| CN101298831B (zh) * | 2007-05-02 | 2011-02-16 | 逄锦伦 | 钻进方向可调的高压气射流钻具 |
| CN101532391B (zh) * | 2009-04-23 | 2012-11-28 | 河南理工大学 | 煤层钻进割缝冲孔一体化孔内钻具及其使用方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101881150B (zh) * | 2010-06-17 | 2013-04-17 | 山西潞安环保能源开发股份有限公司 | 一种带有滤渣装置的水力割缝喷头 |
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| CN103806836B (zh) * | 2012-11-13 | 2016-05-25 | 中国石油大学(北京) | 自进式旋转射流多孔喷嘴 |
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| CN106285481B (zh) * | 2016-10-17 | 2018-07-31 | 华北理工大学 | 一种自动旋进式高压水破煤冲孔方法 |
| CN106437520B (zh) * | 2016-10-17 | 2018-07-31 | 华北理工大学 | 一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置 |
| CN106907111B (zh) * | 2017-04-29 | 2023-04-07 | 吉林大学 | 极地积雪层快速钻进用空气旋喷钻头 |
| CN108086912A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 苏州塔比诺机电有限公司 | 一种自进式高压水射流钻头 |
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| CN111115030A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 安徽银龙泵阀股份有限公司 | 一种具有防堵塞功能的泵阀管道 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100335738C (zh) * | 2005-11-26 | 2007-09-05 | 太原理工大学 | 可水压切换冲孔、割缝的高压水射流钻头 |
| CN101298831B (zh) * | 2007-05-02 | 2011-02-16 | 逄锦伦 | 钻进方向可调的高压气射流钻具 |
| CN101532391B (zh) * | 2009-04-23 | 2012-11-28 | 河南理工大学 | 煤层钻进割缝冲孔一体化孔内钻具及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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