[发明专利]可调节式超高压水射流切割装置及使用方法

权利要求书

1.可调节式超高压水射流切割装置，其特征在于，该装置包括从前向后依次按顺序连接的钻头、超高压流体压力转换装置、超高压密封钻杆、超高压旋转水尾、多根超高压软管及超高压水力泵站；所述超高压密封钻杆安装于钻机上并由钻机上的回转装置驱动旋转给进，在所述多根超高压软管间安装有卸压调节阀，所述超高压流体压力转换装置与超高压密封钻杆、超高压密封钻杆与超高压旋转水尾之间通过超高压轴向密封结构连接；所述超高压水力泵站通过超高压软管和超高压密封钻杆向超高压流体压力转换装置和钻头供水，卸压调节阀用于调节管路压力，从而控制超高压流体压力转换装置中水流通路的封闭与开启，进而实现可调节式超高压水射流切割装置的低压钻进和超高压割缝；

所述超高压流体压力转换装置包括超高压流体压力转换装置本体、超高压流体压力转换阀体和多个水射流喷嘴，在所述超高压流体压力转换装置本体的前端设有第一密封段，尾端设有第二密封段，所述第一密封段包括第一直轴导向段、第一O型圈、第一直角滑环和第一内锥密封锥螺纹，在所述第一直轴导向段上设有环槽，在环槽内安装有第一O型圈及第一直角滑环，在所述第一直轴导向段的后端设有第一内锥密封锥螺纹；

所述第二密封段包括设置在超高压流体压力转换装置本体内周面且自尾端向前端依次设置的第一外锥密封锥螺纹、第一内圆柱孔段；

在所述超高压流体压力转换装置本体内的第二密封段前端设有阶梯通孔，且所述阶梯通孔的变径处设有第一锥面；所述超高压流体压力转换阀体安装在阶梯通孔中，所述超高压流体压力转换阀体包括前向后依次设置的压缩弹簧、阀杆、定位阀芯、压力调节螺杆和挡圈，所述压缩弹簧套装在所述阀杆外部，所述压力调节螺杆外部套装有所述定位阀芯，所述定位阀芯与超高压流体压力转换装置本体内周面通过键槽可轴向移动安装，压力调节螺杆前端嵌入阀杆中并通过螺纹方式连接，挡圈位于压力调节螺杆后端且置于超高压流体压力转换装置本体内周面设置的凹槽中，阀杆的前端设有与所述第一锥面相匹配的第二锥面；通过旋转压力调节螺杆调整定位阀芯与阶梯通孔第一锥面之间的距离，改变压缩弹簧的变形量，进而调节封闭超高压流体压力转换装置水流通路的阈值；当工作液体压力大于阈值时，第二锥面与第一锥面接触，超高压流体压力转换装置中水流通路封闭；当工作液体压力小于阈值时，第二锥面与第一锥面分离，超高压流体压力转换装置中水流通路开启；

在所述超高压流体压力转换装置本体上沿圆周方向错位对称安装有多个水射流喷嘴。

2.如权利要求1所述的可调节式超高压水射流切割装置，其特征在于，所述压缩弹簧的前端与所述超高压流体压力转换装置本体的阶梯通孔的阶梯面相抵触，后端与定位阀芯前端面相抵触。

3.如权利要求1所述的可调节式超高压水射流切割装置，其特征在于，所述多个水射流喷嘴位于第二密封段与超高压流体压力转换阀体之间，且相邻两个水射流喷嘴之间的错位距离L为2cm~6cm。

4.如权利要求1所述的可调节式超高压水射流切割装置，其特征在于，在所述超高压流体压力转换装置本体上每个水射流喷嘴的前端分别安装有向外侧凸出的煤岩破碎片。

5.如权利要求1所述的可调节式超高压水射流切割装置，其特征在于，所述超高压旋转水尾采用硬质合金全密封，流量系数大于3.0。

6.如权利要求1所述的可调节式超高压水射流切割装置，其特征在于，所述超高压水力泵站为卧式五柱塞往复泵，额定压力大于100MPa，额定流量大于6m³/h。