[发明专利]煤矿用定向压裂装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿开采用的辅助工具，特别是涉及一种煤矿用定向压裂装置。

背景技术

目前煤矿开采过程中，需要先用钻具在煤层上打孔，然后利用高压水枪向洞内打水，利用高压水枪的压力使钻孔内的孔壁发生裂缝以便进一步开采。这种方式存在很多弊端，首先，高压水枪插入钻孔后的密封问题不能很好解决，需要非常繁琐的固定工作才能将高压水枪牢固地密封固定在孔口，这样仍存在两个常见问题，其一是需要花费较长时间来密封固定，影响开采进度，其二是这种密封固定的结构仍然不牢固，时常出现水压增大后水枪脱离的情况，造成钻孔被毁而重新打孔，甚至造成钻孔周围煤层发生突出。采用高压水枪的方式的另一缺点是不可避免地造成开采环境积水等问题，影响进一步开采工作。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种煤矿用定向压裂装置。

技术方案：一种煤矿用定向压裂装置，包括一个条状的支撑底板，在该支撑底板的上端垂直固定有一系列液压缸，每个液压缸的活塞杆的末端分别固定有顶压片，或者若干个液压缸的活塞杆的末端固定同一个顶压片，或者所有液压缸的活塞杆公用一个条形支撑顶板，与条状支撑底板平行固定有输油管，该输油管分别与各液压缸的串联。

支撑底板或支撑顶板为弧形支撑板，支撑底板的凸弧面向下，支撑顶板的凸弧向上，输油管位于支撑底板的凹弧槽内。

各顶压片为弧面形状或者为球壳形状。

各液压缸的进油管和出油管公用一根输油管，或者分别用一根输油管。

所述液压缸为多级液压缸。

液压缸上套装有波纹软管。

本发明的有益效果：

本发明是利用多个小型液压缸作为推动力，通过液压缸一端的底板和另一端的顶压片或顶板，对煤层钻孔侧壁施加扩张压力，促使钻孔内部产生裂缝以便于进一步开采的。根据需要扩张的程度，各液压缸可以为单机液压缸，也可以为多级液压缸，各液压缸可以公用一条输油管，由于各液压缸串联在输油管上，所以能够达到均匀使力的作用，本发明采用液压缸作为推力，其力度远大于传统高压水的压力，而且各液压缸同时伸出和缩进，便于整个装置在钻孔内选择后再施压，效果非常显著。该装置为纯机械结构，容易生产和加工，操作非常方便，使用寿命长，基本上不需要维护，另外本发明的又一特点是长度不被限定，如果钻孔太深，则该装置由里向外分段施压，如果钻孔深度太浅，可使其部分深入钻孔施压。而且根据需要，如果钻孔因塌陷造成孔径过粗，还可以在支撑底板之下增加垫片以抬高顶压起点。相对于传统的高压水作业方式，根本不用考虑钻孔口密封问题，从而操作非常方便，大大提高了工作效率，提高开采效率。通过试验确定，利用本发明定向压裂装置对钻孔进行膨胀压裂作业，其工作效率较传统的水压提高10倍以上，而且使用效果优于水压方式，安全可靠，不对工作环境进行污染和破坏。

附图说明

图1是本发明使用状态示意图；

图2是本发明定向压裂装置局部剖面结构示意图之一；

图3是图2的A-A剖面结构示意图；

图4是本发明定向压裂装置局部剖面结构示意图之二；

图5是多级液压缸在本发明中的应用示意图；

图6本发明定向压裂装置局部剖面结构示意图之三；

图7是图6的B-B剖面结构示意图。

图中标号1为弧形支撑底板，2为顶压片，3为输油管，4为液压缸的活塞筒，5为液压缸的活塞杆，6为煤层，7为钻孔，8为多级液压缸，9为波纹软管，10为弧形支撑顶板。

具体实施方式

实施例一：参见图1、图2、图3，一种煤矿用定向压裂装置，包括一个条状的弧形支撑板1，在该支撑底板的上端垂直固定有一系列液压缸，每个液压缸的活塞杆的末端分别固定有顶压片2，各顶压片为弧面形状或者为球壳形状。与条状支撑底板平行固定有输油管3，输油管位于支撑底板的凹弧槽内。各液压缸的进油管和出油管公用一根输油管，该输油管分别与各液压缸的串联。

支撑底板或支撑顶板为弧形支撑板，

实施例二：参见图4，内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：若干个液压缸的活塞杆的末端固定同一个顶压片。

实施例三：参见图5，内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：所述液压缸为多级液压缸，液压缸上套装有波纹软管。

实施例四：参见图6、图7，内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：所有液压缸的活塞杆公用一个条形支撑顶板，支撑底板的凸弧面向下，支撑顶板的凸弧向上。