CN209261487U - 一种煤矿高低压转换造穴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿高低压转换造穴装置，包括刀头，所述刀头的一侧依次与刀身、刀尾及钻杆配套连接，刀头的另一侧与钻头连接，所述刀身与刀尾连接端内置有转换装置，所述转换装置包括用于高低压转化造穴转换器，所述转换器包括内置有弹簧的弹簧腔及内置有活塞的活塞腔，所述活塞与弹簧碰触，所述活塞腔与弹簧腔连接处设有低压排水孔，活塞腔的另一端设有高压排水孔，所述活塞处于弹簧端设有低压出水孔，活塞的另一端设有高压出水孔。本实用新型解决了现有技术中无法满足高低压自由切换的问题。本实用新型结构简单合理、安装方便、实现打钻作业与造穴作业的快速切换及隔绝煤泥返渣。

Description

一种煤矿高低压转换造穴装置

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿瓦斯治理器材构件，具体是一种煤矿高低压转换造穴装置。

背景技术

高低压转换造穴装置是一种可以实现煤矿井下钻孔造穴一体化作业的装置，广泛适用于需要通过造穴作业来释放瓦斯的煤层。在煤矿造穴施工过程中，将该装置连接到钻头与钻杆之间，通过调节通入钻杆中水的压力实现打钻作业与造穴作业的快速切换，即该装置通入低压水时从钻头前段出水，满足打钻要求；通入高压水时从装置两侧喷头高压射流进行造穴作业。

目前市场上常用的高低压转换造穴装置无法满足高低压自由切换，即无法满足从低压水变为高压水后，水流仅从装置两侧喷头高压射流进行造穴作业；从高压水变为低压水后，水流仅从钻头前段出水。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种结构简单合理、安装方便、实现打钻作业与造穴作业的快速切换、隔绝煤泥返渣的高低压转换造穴装置。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种煤矿高低压转换造穴装置，包括刀头，所述刀头的一侧依次与刀身、刀尾及钻杆配套连接， 刀头的另一侧与钻头连接，所述刀身与刀尾连接端内置有转换装置，所述转换装置包括用于高低压转化造穴转换器，所述转换器包括内置有弹簧的弹簧腔及内置有活塞的活塞腔，所述活塞与弹簧碰触，所述活塞腔与弹簧腔连接处设有低压排水孔，活塞腔的另一端设有高压排水孔，所述活塞处于弹簧端设有低压出水孔，活塞的另一端设有高压出水孔。

进一步地，所述弹簧腔的一端呈封闭状，弹簧腔的另一端与活塞腔连接，弹簧腔内置有高压弹簧，所述弹簧腔的外径小于活塞腔的外径。

进一步地，所述活塞腔包括高压排水凹槽，所述高压排水凹槽与弹簧腔连接端设有第一高压排水凹槽密封腔，且置有第一高压密封圈，所述高压排水凹槽另一端设有第二高压排水凹槽密封腔，且置有第二高压密封圈，所述活塞腔的外表面与弹簧腔外表面接触处沿圆周均匀设有开孔向弹簧腔一侧的同轴低压排水孔；所述低压排水孔与活塞腔相通；所述高压排水凹槽上沿圆周均匀设有同轴高压排水孔。

进一步地，所述活塞为与转换器匹配的外径由小变大的中空的圆筒；所述活塞外径较小的一端为低压出水端；所述低压出水端呈封闭状，沿圆周均匀设有一圈同轴低压出水孔；所述活塞低压出水孔一侧设有一圈低压密封凹槽，凹槽处置有低压密封圈；所述活塞外径较大的一端为高压出水端，所述高压出水端沿圆周均匀设有一圈同轴高压出水孔。

优选的，所述弹簧腔与活塞腔接触处为渐变凹面，渐变凹面与活塞渐变凸面可匹配密封。

进一步地，所述刀头的一侧设有单向球阀，此侧与刀身连接，刀头的另一侧设有钢质过滤网，此侧与钻头配套连接，所述刀头的中央设有凸起，刀头处于凸起两侧的外表面设有螺纹。

进一步地，所述刀身的内径与转换器的外径匹配，所述刀身的中央内径与转换器外径匹配；刀身的两端内径与活塞腔外径匹配；所述刀身处于活塞腔端设有两个对称同轴射流孔；所述射流孔与高压排水凹槽同轴，所述刀身两侧的内侧设有螺纹。

进一步地，所述刀尾与刀身连接端的外侧设有螺纹，内侧设有钢质过滤网。

优选的，所述刀头、刀身、刀尾外面表沿圆周间隔均匀对称设有宽度相同的排渣凹槽，且每条排渣凹槽在同一水平线上，所述刀头与刀身、刀身与刀尾设有相匹配的半个紧固螺纹孔。所述刀头、刀身及刀尾上的排渣凹槽用于隔绝煤泥返渣。

优选的，所述转换装置与刀身、转换装置与刀尾接触处装有中通密封垫。

本实用新型在通入低压水时，低压水从活塞低压出水孔流入转化器低压排水孔，继而流向刀头，经刀头流向钻头，到达冷却钻头及排渣的目的，低压水流进活塞高压出水孔后，被第一高压密封圈隔绝无法进入转化器高压排水孔，同时被中通垫圈隔绝无法进入刀身；在通入高压水后，活塞发生位移，高压水从活塞高压出水孔流出，继而通过转化器高压排水孔从刀身射流孔喷射，高压水经过射流孔后被再次加压，喷射出的高压水流冲击煤体实现造穴的目的；高压水流入活塞低压出水孔后，被活塞密封圈及活塞渐变凸面与转化器渐变凹面形成的契合面密封，水流无法从转化器低压排水孔排出。本实用新型结构简单合理、安装方便、实现打钻作业与造穴作业的快速切换及隔绝煤泥返渣。

附图说明

现在参考附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为刀头的结构示意图；

图2为刀头的剖视图；

图3为刀身的结构示意图；

图4为刀身的剖视图；

图5转换器结构示意图；

图6为活塞的剖视图；

图7为活塞结构示意图；

附图标记说明：1、刀头，2、刀身，3、射流孔4、转换器，5、弹簧腔， 6、活塞腔，7、第一高压排水凹槽密封腔，8、高压排水凹槽，9、第二高压排水凹槽密封腔，10、高压排水孔，11、低压排水孔，12、渐变凹面，13、活塞，14、低压出水端，15、高压出水端，16、低压密封凹槽，17、低压出水孔，18、高压出水孔，19、渐变凸面，20、排渣凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至4所示，一种煤矿高低压转换造穴装置，包括刀头1，所述刀头1的一侧依次与刀身2、刀尾及钻杆配套连接， 刀头1的另一侧与钻头连接，所述刀身2与刀尾连接端内置有转换装置，所述转换装置包括用于高低压转化造穴转换器4，所述转换器4包括内置有弹簧的弹簧腔5及内置有活塞13的活塞腔6，所述活塞13与弹簧碰触，所述活塞腔6与弹簧腔5连接处设有低压排水孔11，活塞腔6的另一端设有高压排水孔10，所述活塞13处于弹簧端设有低压出水孔17，活塞13的另一端设有高压出水孔18。

进一步地，所述弹簧腔5的一端呈封闭状，弹簧腔5的另一端与活塞13腔6连接，弹簧腔5内置有高压弹簧，所述弹簧腔5的外径小于活塞13腔6的外径。

进一步地，所述活塞腔6包括高压排水凹槽8，所述高压排水凹槽8与弹簧腔5连接端设有第一高压排水凹槽8密封腔7，且置有第一高压密封圈，所述高压排水凹槽8另一端设有第二高压排水凹槽8密封腔9，且置有第二高压密封圈，所述活塞腔6的外表面与弹簧腔5外表面接触处沿圆周均匀设有一圈开孔向弹簧腔5一侧的同轴低压排水孔11；所述低压排水孔11与活塞腔6相通；所述高压排水凹槽8上沿圆周均匀设有一圈同轴高压排水孔10。

进一步地，所述活塞13为与转换器4匹配的外径由小变大的中空的圆筒；所述活塞13外径较小的一端为低压出水端14；所述低压出水端14呈封闭状，沿圆周均匀设有一圈同轴低压出水孔17；所述低压出水孔17一侧设有一圈低压密封凹槽16，凹槽处置有低压密封圈；所述活塞13外径较大的一端为高压出水端15，所述高压出水端15沿圆周均匀设有一圈同轴高压出水孔18。

优选的，所述弹簧腔5与活塞腔6接触处为渐变凹面12，渐变凹面12与活塞13渐变凸面19可匹配密封。

进一步地，所述刀头1的一侧设有单向球阀，此侧与刀身2连接，刀头1的另一侧设有钢质过滤网，此侧与钻头配套连接，所述刀头1的中央设有凸起，刀头1处于凸起两侧的外表面设有螺纹。

进一步地，所述刀身2的内径与转换器4的外径匹配，所述刀身2的中央内径与转换器4外径匹配；刀身2的两端内径与活塞腔6外径匹配；所述刀身2处于活塞腔6端设有两个对称同轴射流孔3；所述射流孔3与高压排水凹槽8同轴，所述刀身2两侧的内侧设有螺纹。

进一步地，所述刀尾与刀身2连接端的外侧设有螺纹，内侧设有钢质过滤网。

优选的，所述刀头1、刀身2、刀尾外面表沿圆周间隔均匀对称设有宽度相同的排渣凹槽20，且每条排渣凹槽20在同一水平线上，所述刀头1与刀身2、刀身2与刀尾设有相匹配的半个紧固螺纹孔。

优选的，所述转换装置与刀身2、转换装置与刀尾接触处装有中通密封垫。

本实用新型的工作原理如下：

转化装置初始状态为：活塞13低压出水端14底部与转换器4的弹簧腔5内弹簧接触，活塞13低压密封圈在转换器4低压排水孔11端，活塞13渐变凸面19在转换器4渐变凹面12端，活塞13低压出水孔17与转换器4低压排水孔11导通，活塞13高压出水孔18在转换器4活塞13腔6第一高压密封圈端。

转化装置最终状态为：活塞渐变凸面19与转换器渐变凹面12契合密封，活塞13低压出水孔17在转换器4低压排水孔11端，活塞13高压出水孔18与转换器高压排水凹槽8同轴，即活塞13高压出水孔18在转换器活塞腔6第一高压密封圈与第二高压密封圈之间。

当通入低压水时，与转化装置初始状态相同，低压水从活塞13低压出水孔17流入转化器低压排水孔11，继而流向刀头1，经刀头1流向钻头，到达冷却钻头及排渣的目的。备注：低压水流进活塞13高压出水孔18后，被第一高压密封圈隔绝无法进入转化器高压排水孔10，同时被中通垫圈隔绝无法进入刀身2。

当通入高压水后，活塞13发生位移，与转换装置最终状态相同，高压水从活塞13高压出水孔18流出，继而通过转化器高压排水孔10从刀身2射流孔3喷射，高压水经过射流孔3后被再次加压，喷射出的高压水流冲击煤体实现造穴的目的。备注：高压水流入活塞13低压出水孔17后，被活塞13密封圈及活塞13渐变凸面19与转化器渐变凹面12形成的契合面密封，水流无法从转化器低压排水孔11排出。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。应当理解，以上的描述意图在于说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，根据本实用新型的启示可以做出很多改型以适于具体的情形或材料而没有偏离本实用新型的范围。通过阅读上述描述，权利要求的范围和精神内的很多其它的实施例和改型对本领域技术人员是显而易见的。

Claims (10)

1.一种煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，包括刀头，所述刀头的一侧依次与刀身、刀尾及钻杆配套连接， 刀头的另一侧与钻头连接，所述刀身与刀尾连接端内置有转换装置，所述转换装置包括用于高低压转化造穴转换器，所述转换器包括内置有弹簧的弹簧腔及内置有活塞的活塞腔，所述活塞与弹簧碰触，所述活塞腔与弹簧腔连接处设有低压排水孔，活塞腔的另一端设有高压排水孔，所述活塞处于弹簧端设有低压出水孔，活塞的另一端设有高压出水孔。

2.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述弹簧腔的一端呈封闭状，弹簧腔的另一端与活塞腔连接，弹簧腔内置有高压弹簧，所述弹簧腔的外径小于活塞腔的外径。

3.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述活塞腔包括高压排水凹槽，所述高压排水凹槽与弹簧腔连接端设有第一高压排水凹槽密封腔，且置有第一高压密封圈，所述高压排水凹槽另一端设有第二高压排水凹槽密封腔，且置有第二高压密封圈，所述活塞腔的外表面与弹簧腔外表面接触处沿圆周均匀设有一圈开孔向弹簧腔一侧的同轴低压排水孔；所述低压排水孔与活塞腔相通；所述高压排水凹槽上沿圆周均匀设有一圈同轴高压排水孔。

4.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述活塞为与转换器匹配的外径由小变大的中空的圆筒；所述活塞外径较小的一端为低压出水端；所述低压出水端呈封闭状，沿圆周均匀设有一圈同轴低压出水孔；所述活塞低压出水孔一侧设有一圈低压密封凹槽，凹槽处置有低压密封圈；所述活塞外径较大的一端为高压出水端，所述高压出水端沿圆周均匀设有一圈同轴高压出水孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述弹簧腔与活塞腔接触处为渐变凹面，渐变凹面与活塞渐变凸面可匹配密封。

6.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述刀头呈中空状，刀头的一侧设有单向球阀，此侧与刀身连接，刀头的另一侧设有钢质过滤网，此侧与钻头配套连接，所述刀头的中央设有凸起，刀头处于凸起两侧的外表面设有螺纹。

7.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述刀身呈中空状，刀身的内径与转换器的外径匹配，所述刀身的中央内径与转换器外径匹配；刀身的两端内径与活塞腔外径匹配；所述刀身处于活塞腔端设有两个对称同轴射流孔；所述射流孔与高压排水凹槽同轴，所述刀身两侧的内侧设有螺纹。

8.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述刀尾呈中空状，刀尾与刀身连接端的外侧设有螺纹，内侧设有钢质过滤网。

9.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述刀头、刀身、刀尾外面表沿圆周间隔均匀对称设有宽度相同的排渣凹槽，且每条排渣凹槽在同一水平线上，所述刀头与刀身、刀身与刀尾设有相匹配的半个紧固螺纹孔。

10.根据权利要求1所述的煤矿高低压转换造穴装置，其特征在于，所述转换装置与刀身、转换装置与刀尾接触处装有中通密封垫。