[发明专利]一种自旋转射流自进割缝钻头

说明书

本发明公开了一种自旋转射流自进割缝钻头，包括旋转体以及安装在旋转体前端的旋转喷头，旋转体后端活动式装配在一个固定外壳中，旋转体外部套设有可在旋转体外部移动的割缝控制外壳，旋转喷头上设置有割缝喷孔、清障喷孔，通过割缝控制外壳的移动以露出或遮挡割缝喷孔；固定外壳及旋转体中开设有流体通道，流体通道前端与旋转喷头连接，后端连接接口；固定外壳上设置有与流体通道连通的推进喷孔。本发明利用高压泵提供高压液体采用连续高压管作为作业管柱，无需接卸钻具，作业方便快捷，通过高压水射流提供清障、自进、旋转割缝的动力，实现任意位置割缝，整个过程施工工艺简单、易于操作、劳动强度低、实现了经济高效。

技术领域

本发明涉及钻孔内水射流割缝的技术领域，尤其涉及一种适用于煤矿井下瓦斯抽采领域的自旋转射流自进割缝钻头。

背景技术

目前煤矿井下在预抽瓦斯时，为提高煤储层透气性，经常会采用高压水射流技术通过高压水射流的能量高度集中，对岩层实施高效率的破岩与切割。

现有技术中公开了一种钻孔内水射流割缝装置(专利号ZL201720916011.3)，采用液压坑道钻机输出旋转力矩和推进力，通过钻杆带动割缝装置进行旋转切割及进给，实现对煤层及岩石的切割以及排渣；存在的问题如下，(1)利用钻机提供轴向推力，利用刚性钻具作为高压射流液体通道，需要接、卸钻杆，施工过程复杂，效率低下；(2)受单根钻具长度限制，无法实现任意位置割缝；(3)在作业过程中，割缝装置的旋转是通过钻杆转动实现的，其转速不容易控制，操作麻烦而且费时费力，此外，钻杆的转动将与孔壁及周边杂质发生摩擦，将产生了大量的扭矩消耗，造成了能源的浪费。现有技术中公开了一种钻孔内水射流割缝装置(专利号ZL201520478360.2)，采用了一种旋转式水力割缝喷嘴，利用水射流反作用原理，改进钻杆转动方式为旋转喷嘴方式实现割缝装置的旋转；存在的问题是，进给方式仍采用液压坑道钻机输出推进力，通过钻杆实现，需要接、卸钻杆，施工过程复杂，效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种自旋转射流自进割缝钻头，用以解决现有技术中存在的需要接卸钻具，施工过程复杂，效率低下，无法实现任意位置割缝，转速不容易控制和能量消耗大的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种自旋转射流自进割缝钻头，包括旋转体以及安装在旋转体前端的旋转喷头；旋转体后端活动式装配在一个固定外壳中，旋转体外部套设有可在旋转体外部移动的割缝控制外壳；所述的旋转喷头上设置有割缝喷孔、清障喷孔，通过割缝控制外壳的移动以露出或遮挡割缝喷孔；

所述的固定外壳及旋转体中开设有流体通道，流体通道前端与所述的旋转喷头连接，后端连接接口；固定外壳上设置有与流体通道连通的推进喷孔。

进一步地，所述的固定外壳前端开设有内径大于旋转体外径的装配腔，旋转体穿过所述的装配腔；所述的割缝控制外壳后端连接有套在旋转体外部的滑筒，滑筒的后端装配在所述的装配腔中；

所述的滑筒后端与装配腔之间形成有液腔，通过向所述的液腔中引入高压流体，使高压流体推动滑筒带动割缝控制外壳向前运动，以露出割缝喷孔。

进一步地，所述的旋转体外壁上靠近装配腔后端的位置开设有与所述流体通道连通的孔道，通过孔道将所述的流体通道内的高压液体引入所述的液腔中。

进一步地，所述的旋转体外壁上设置有第一限位环，所述的滑筒后端内壁上设置有第二限位环，位于第一限位环、第二限位环之间设置有用于使割缝控制外壳复位的弹簧，弹簧套在所述的旋转体上。

进一步地，所述的旋转喷头内部开设有与所述的流体通道连通的导流腔，所述的割缝喷孔沿圆周方向分布在旋转喷头上，割缝喷孔的轴向偏置于旋转体的轴向；割缝喷孔的一端与导流腔连通，另一端穿出旋转喷头；