[发明专利]一种水力联合机械修孔装置及方法

权利要求书

1.一种水力联合机械修孔装置，其特征在于：包括水箱，与水箱相连的高压水泵，所述高压水泵出水端通过连接接头与高压胶管连接，所述高压胶管缠绕于盘管器上，所述高压胶管另一端通过连接接头与旋转钻头连接，所述旋转钻头包括旋转体和位于旋转体前端通过螺纹连接的带切削齿三翼钻头；所述旋转体包括入口连接螺母，与入口连接螺母右端通过螺纹连接的圆柱形壳体，所述壳体内设有轴芯，所述轴芯两端外侧与壳体之间分别设有一个轴承，所述轴芯与入口连接螺母接触一端还设有旋转密封座，所述轴芯与壳体之间还设有限速组件；所述限速组件设置于轴芯、壳体以及轴芯两端轴承之间的位置，所述限速组件包括套设于轴芯外端的套筒，位于套筒和轴芯之间的环形重量块，所述环形重量块与轴芯右端的轴承之间设有弹簧；所述带切削齿三翼钻头包括中心钻头，带切削齿三翼钻头由两端的锥形扇面和位于中间的圆柱弧面组成，所述带切削齿三翼钻头的前端锥形扇面上沿其圆周方向均匀设有三个翼板，每个翼板前端均设有两个圆形突出的切削齿，所述带切削齿三翼钻头中心设有一个中心喷嘴，钻头的中间圆柱弧面沿其圆周设有三个均匀分布的反向喷嘴，所述反向喷嘴的喷射方向与中心喷嘴边缘呈切线设置。

2.如权利要求1所述的水力联合机械修孔装置，其特征在于：所述反向喷嘴的喷射方向与钻头轴线的夹角不小于10°，所述翼板为不规则形状的多边体，所述翼板的顶面投影为矩形和三角形组成的一端带有尖部的多边形，翼板的带有切削齿一端的正投影为直角梯形，翼板侧面投影为上部梯形和下部矩形组成的不规则多边形，且梯形和矩形连接处设有台阶状缺口，所述切削齿设置于缺口处梯形腰线所在的平面。

3.如权利要求2所述的水力联合机械修孔装置，其特征在于：所述带切削齿三翼钻头内部设有腔体，所述腔体与中心喷嘴、反向喷嘴分别联通，所述入口连接螺母、旋转钻头内均设有喷射腔。

4.如权利要求3所述的水力联合机械修孔装置，其特征在于：所述反向喷嘴为三个，三个反向喷嘴之间沿着钻头所在的平面均匀分布，所述盘管器上还设有手闸。

5.如权利要求4所述的水力联合机械修孔装置，其特征在于：所述旋转密封座内设有O形密封圈，轴芯左侧的轴承左侧设有左侧唇密封，轴芯右侧的轴承右侧设有右侧唇密封。

6.如权利要求5所述的水力联合机械修孔装置，其特征在于：所述入口连接螺母上还设有溢流孔，所述溢流孔末端与左侧唇密封板联通，溢流孔外侧设有密封板。

7.利用权利要求1-6任一所述的水力联合机械修孔装置进行水射流自进式旋转修复煤孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将要修复的坍塌煤孔处的抽采钻孔封孔管接头拆卸；

（2）将旋转钻头置入抽采管内，打开高压胶管盘管器手闸；

（3）开启高压泵并将压力调整到需求值；

（4）旋转钻头后置喷嘴提供前进动力与扭矩，使钻头清理抽采管内煤渣，不断行进，旋转钻头行进至钻孔内部后，钻头不断破煤，水射流将煤渣排出煤孔达到修复坍塌煤孔的目的；

（5）一个煤孔修复结束后，操纵高压胶管盘管器盘起胶管，拉出旋转钻头；

（6）在不同的修孔条件下，选用不同喷嘴参数旋转钻头重复步骤（1）-（5）即可。