[发明专利]自动式水力开采钻具

说明书

本发明涉及一种适用于钻孔水力开采的钻具，尤其涉及一种自动式水力开采钻具，包括顶端盖、单动轴承、保护管、底端盖、高压水输送系统、水枪伸缩系统及排渣系统；该自动式水力开采钻具，水枪伸出角度调节自由，可根据设计控制水枪喷嘴与矿层的距离，避免淹没射流造成高压水能量急剧减弱的问题，从而达到提高高压水射流的能量利用率的目的，最终提高开采效率；同时，可按所需设置水枪伸出参数，实现在水力开采过程中，水枪按设计参数自动伸出，从而简化钻孔水力开采的工序，降低操作人员的劳动强度。

技术领域

本发明涉及一种适用于钻孔水力开采的钻具，尤其涉及一种自动式水力开采钻具。

背景技术

钻孔水力开采技术是先在目标区钻孔，然后将高压水枪放置在钻孔内目标矿层深度处，利用高压射出的高速流体携带的能量破碎岩石，最后破碎的岩石与钻井液形成固液混合物，由地表装置抽吸至地表，然后对矿浆进行分离提取矿物的开采方法。钻孔水力开采技术具有开采成本低、生产效率高、对周围环境影响小等优点。传统的水力开采钻具其高压水喷嘴固定在钻具外壁，喷嘴位置不可移动，在矿层破碎区的半径逐渐变大的过程中，高压水喷出后受到的破碎区内钻井液及矿渣的阻力也随之增大，导致高压水破碎岩石的能量急剧降低，极大地降低了水力开采的生产效率。

为了解决上述问题，现有的专利文献“CN104018840A”公开了一种基于棘爪锁紧机构的伸缩水枪，但该水枪只能在水枪张开至最大角度时，才能通过解卡装置解卡，收回水枪。“CN104005767A”公开了一种用于钻孔水力开采的电控伸缩钻具，但该钻具远程控制技术还不完善，步进电机和减速器、控制器工作环境恶劣，密封环境不容易散热，伸缩部位处于矿浆环境下工作，密封要求高，易损坏。“CN203961980U”公开了一种基于弹簧卡头控制的伸缩水枪，但该水枪在有钻井液的条件下工作时，夹紧力不够，水枪固定不可靠，而且在水枪未伸出至最大角度时，水枪无法收回；另外，上述水枪伸缩式水力开采钻具均需地表操作实现水枪的伸出，这增加了钻孔水力开采技术的工序，增加了操作人员的劳动强度，因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术方问题是：提供了一种自动式水力开采钻具，在水力开采的过程中，可按所需设置水枪伸出参数，实现在水力开采过程中，水枪按设计参数自动伸出的目的。

本发明采用如下的技术方案：自动式水力开采钻具，其特征在于，包括：顶端盖、单动轴承、保护管、底端盖、高压水输送系统、水枪伸缩系统及排渣系统；

所述保护管为两端敞口的空心圆柱，并在保护管的侧壁上设有呈轴向布置的开口，保护管的顶端与钻杆柱螺纹连接；

所述顶端盖设置在保护管上部；

所述单动轴承的外圈通过轴承座固定在顶端盖上，单动轴承的内圈与保护管连接；

所述底端盖与保护管的底端螺纹连接；

所述高压水输送系统包括第一高压水管、高压旋转接头、第二高压水管、直角接头、水枪高压旋转接头及水枪，第一高压水管的顶端穿过顶端盖与地表高压水源管道密封连接，同时第一高压水管固定在顶端盖上，第一高压水管的底端与高压旋转接头的进水口密封连接；第二高压水管的顶端与高压旋转接头的出水口密封连接，第二高压水管的底端与直角接头的进水口密封连接；直角接头的出水口与水枪高压旋转接头的进水口密封连接，水枪高压旋转接头的出水口与水枪密封连接；