一种高低压转换水力割缝器的制作方法

本技术属于水力割缝器的，具体公开了一种高低压转换水力割缝器。

背景技术：

1、煤层增透是解决松软煤层瓦斯治理难题最有效的方法之一，而水力割缝卸压增透技术是目前国内增透技术中最为有效、最安全、最经济的方法。定向钻进结合水力割缝技术，在实现松软煤层内瓦斯抽放长钻孔及分支孔(树状孔分布)的同时高压旋转水射流割缝增加了煤体暴露面积，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件，缝槽上下的煤体在一定范围内得到较充分的卸压，增大了煤层的透气性。缝槽在地压的作用下，周围煤体产生空间移动，扩大了缝槽卸压、排瓦斯范围。在高压旋转水射流的切割、冲击作用下，钻孔周围一部分煤体被高压水击落冲走，形成扁平缝槽空间，增加了煤体中的裂隙，可大大改善煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放创造有利条件，改变了煤体的原始应力和裂隙状况，缓和煤体和围岩中的应力紧张状态，既可削弱或消除突出的动力，又可提高煤层的强度，起到防突作用，并提高透气性和瓦斯释放能力。

2、申请人研发了cn217681720u煤矿用履带式钻冲一体泵车，实现水压和流量的变换，满足打钻和水力割缝的不同要求，同时可在更好的适应煤矿地区行走工作。但是要实现低压水钻进和高压水割缝的切换，还需要高低压转换机构。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种高低压转换水力割缝器，可实现低压水钻进和高压水割缝的切换。

2、本实用新型提供一种高低压转换水力割缝器，包括外管ⅰ、外管ⅱ、内管、活塞管、活塞和弹簧；外管ⅰ包括用于与供水钻杆连接的第一管道以及用于与外管ⅱ连接的第二管道，第二管道的管壁上设置有高压出水孔；外管ⅱ包括用于与外管ⅰ连接的第一管道以及用于与孔底马达连接连接的第二管道，第一管道的内壁上设置有环形内凸台，环形内凸台的管壁上设置有高压进水孔，外管ⅱ的第一管道固定插设在外管ⅰ的第二管道内，外管ⅱ与外管ⅰ密封相接，高压进水孔与高压出水孔对齐；内管外设置有环形外凸台，插设在外管ⅱ的第二管道内，环形外凸台与外管ⅱ密封相接；活塞管外设置有环形外凸台，活塞管滑动穿过环形内凸台；活塞为设置在有斜切面的斜切圆柱，活塞固定插设在活塞管内，斜切面与活塞管之间为水流通道；弹簧套设在内管和活塞上，第一端抵靠在活塞管的环形外凸台上，第二端抵靠在内管的环形外凸台上；活塞管的环形外凸台在弹簧的弹力下抵靠在外管ⅱ的环形内凸台上，活塞管封闭高压进水孔；活塞管在水压下压缩弹簧，与高压进水孔错位，活塞封闭内管的第一端。

3、进一步地，活塞上对称设置有斜切面，两侧切斜面之间的弧形面与活塞管固定连接。

4、进一步地，外管ⅱ的第一管道与外管ⅰ的第二管道螺纹连接。

5、进一步地，外管ⅰ的第二管道的管壁上穿设有定位螺栓，定位螺栓顶紧外管ⅱ的第一管道。

6、进一步地，内管的环形外凸台与外管ⅱ螺纹连接。

7、进一步地，外管ⅱ的管壁上穿设有定位螺栓，定位螺栓顶紧内管的环形外凸台。

8、本实用新型具有以下有益效果：

9、当水流量在预设阈值以下时，活塞管的环形外凸台在弹簧的弹力下抵靠在外管ⅱ的环形内凸台上，活塞管封闭高压进水孔，此时高低压转换水力割缝器等同于一个两通，水流通过外管ⅰ的内腔进入活塞管的内腔，再由斜切面与活塞管之间的水流通道进入外管ⅱ内腔，由内管的内腔出去，到达外管ⅱ的左侧；

10、当水流量超过预设阈值时，水的压力压迫活塞管与活塞的组合体向左侧压缩弹簧，此时水的流量越大，压力越强，弹簧越压缩，当活塞的左端与内管的右端相配合时，此时内管的内腔被关闭，水就不能进入到内管的内腔；此时由于活塞管与活塞的组合体向左侧移动，活塞管与高压进水孔错位，此时的水只能通过高压进水孔、高压出水孔向外喷出，由于此时的流量过大，高压出水孔的内孔很小，就形成了高压水柱喷射出来；

11、由上可知，上述高低压转换水力割缝器可实现低压水钻进和高压水割缝的切换，在高压水射流的切割作用下，使钻孔煤孔段人为再造裂隙，增大煤体的暴露面积，有效改善了煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放创造有利条件，改变了煤体的原应力，煤体得到充分卸压，提高了煤层的透气性和瓦斯释放能力。

技术特征：

1.一种高低压转换水力割缝器，其特征在于，包括外管ⅰ、外管ⅱ、内管、活塞管、活塞和弹簧；

2.根据权利要求1所述的高低压转换水力割缝器，其特征在于，活塞上对称设置有斜切面，两侧切斜面之间的弧形面与活塞管固定连接。

3.根据权利要求2所述的高低压转换水力割缝器，其特征在于，外管ⅱ的第一管道与外管ⅰ的第二管道螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的高低压转换水力割缝器，其特征在于，外管ⅰ的第二管道的管壁上穿设有定位螺栓，定位螺栓顶紧外管ⅱ的第一管道。

5.根据权利要求4所述的高低压转换水力割缝器，其特征在于，内管的环形外凸台与外管ⅱ螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的高低压转换水力割缝器，其特征在于，外管ⅱ的管壁上穿设有定位螺栓，定位螺栓顶紧内管的环形外凸台。

技术总结
本技术提供了一种高低压转换水力割缝器，属于水力割缝器的技术领域，包括外管Ⅰ、外管Ⅱ、内管、活塞管、活塞和弹簧；外管Ⅰ包括第一管道和第二管道，第二管道的管壁上设置有高压出水孔；外管Ⅱ包括第一管道和第二管道，第一管道的内壁上设置有环形内凸台，环形内凸台的管壁上设置有高压进水孔，外管Ⅱ的第一管道固定插设在外管Ⅰ的第二管道内，高压进水孔与高压出水孔对齐；内管外设置有环形外凸台，插设在外管Ⅱ的第二管道内；活塞管外设置有环形外凸台，活塞管滑动穿过环形内凸台；活塞为设置在有斜切面的斜切圆柱，活塞固定插设在活塞管内，弹簧套设在内管和活塞上。上述高低压转换水力割缝器可实现低压水钻进和高压水割缝的切换。

技术研发人员：张晓飞,王彦君,李小健,刘琪,郭彪,李雁龙,张雅楠
受保护的技术使用者：山西金鼎高宝钻探有限责任公司
技术研发日：20230228
技术公布日：2024/1/15