多功能水射流噴頭及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能水射流噴頭，它在內(nèi)部中空帶噴頭接頭的噴頭體外壁上設(shè)置數(shù)個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座，噴頭體頂部設(shè)置一個排渣噴嘴底座，它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)射流噴嘴、圓射流噴嘴，特征在于：它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的死堵，同時公開了一種多功能水射流噴頭的使用方法。外壁上設(shè)置數(shù)個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座及噴嘴，噴頭體頂部設(shè)置數(shù)個鉆進(jìn)噴嘴底座，配備配套死堵，使水射流噴頭一頭多用，結(jié)合其使用方法，實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)擴(kuò)孔或單獨(dú)水力鉆進(jìn)或即擴(kuò)孔又水力鉆進(jìn)一個水射流噴頭方便使用，體現(xiàn)了一體化等功能，噴頭頂部安裝噴嘴和在噴頭外壁安裝螺旋有利排渣及切磨大直徑煤渣，減少水力化措施中堵孔等事故。
【專利說明】多功能水射流噴頭及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多功能水射流噴頭，特別涉及一種煤礦井下水力化措施消突增透的多功能水射流噴頭及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤礦的瓦斯災(zāi)害十分嚴(yán)重，國有重點(diǎn)煤礦70%以上是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，且大部分為低透氣性煤層。煤層的透氣性決定了瓦斯的抽放效果，而透氣性又取決于煤層中裂隙的數(shù)量，裂隙發(fā)育良好的煤層抽放效果必然好，這對煤礦的安全生產(chǎn)有至關(guān)重要的作用。為了解決煤層透氣性差的問題，需要降低煤層應(yīng)力和增加煤層裂隙。水射流割縫、水力擴(kuò)孔、水力沖孔、水力化鉆進(jìn)等水力化措施都能夠沖割出煤體，在地應(yīng)力和瓦斯壓力的作用下增加煤層裂隙，因此水力化措施改善煤層透氣性實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化抽采已成為低透煤層瓦斯抽采的有效途徑。
[0003]現(xiàn)階段大多數(shù)水射流裝置均是解決一種水射流強(qiáng)化抽采技術(shù)，如何在一個裝置上集成水射流擴(kuò)孔、水射流割縫及水力化鉆進(jìn)等多種功能成為推廣水射流技術(shù)亟待解決的問題。當(dāng)前水力割縫及擴(kuò)孔措施中最常用的水射流噴頭多為自旋轉(zhuǎn)噴頭、高速旋轉(zhuǎn)噴頭等，具有能量損失大、旋轉(zhuǎn)速度不可控、實(shí)際工作壓力低且壽命短、價格昂貴等缺點(diǎn)。同時，低透氣性煤層多為松軟煤層，水力割縫及擴(kuò)孔過程中高壓水射流對煤體形成沖割、擾動極易造成數(shù)量很少但是粒徑很大的煤體排出，狹小的鉆孔空間造成排渣困難。一旦大粒徑煤渣被卡住，粒徑較小的煤渣會圍繞大粒徑煤渣周圍造成鉆孔堵孔，形成鉆孔孔內(nèi)事故。因此，鉆孔排渣問題尤其是下向孔排渣問題成為制約水力割縫及擴(kuò)孔技術(shù)發(fā)展的主要因素。這些問題嚴(yán)重制約水力化消突增透措施的應(yīng)用和推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦井下水力化措施消突增透的多功能水射流噴頭及使用方法，通過在噴頭上頂部和外壁錯位對稱安裝不同結(jié)構(gòu)噴嘴的噴頭是否旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)水射流擴(kuò)孔、水力沖孔、水射流割縫及水力化鉆進(jìn)等水力化措施增透功能。同時通過在噴頭頂部安裝噴嘴和在噴頭外壁安裝螺旋輔助排渣和切磨大直徑煤渣，減少水力化措施中堵孔現(xiàn)象的發(fā)生，有效處理水力化措施中的鉆孔事故。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種多功能水射流噴頭，它在內(nèi)部中空帶噴頭接頭的噴頭體外壁上設(shè)置數(shù)個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座，噴頭體頂部設(shè)置一個排渣噴嘴底座，它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)射流噴嘴、圓射流噴嘴，特征在于:它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的死堵。
[0006]其中:噴頭體頂部設(shè)置數(shù)個鉆進(jìn)噴嘴底座。
[0007]其中:噴頭體上還設(shè)置有螺旋粗螺紋。
[0008]其中:旋轉(zhuǎn)射流噴嘴與擴(kuò)孔噴嘴底座固定墊有紫銅墊片，圓射流噴嘴與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片，死堵與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片。[0009]一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，需要頂部水力排渣時，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴或圓射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座上，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座上，不需要頂部水力排渣時，將排渣死堵通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座或鉆進(jìn)噴嘴底座上。
[0010]其中:單獨(dú)水力鉆進(jìn)時，將擴(kuò)孔死堵通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座上，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部鉆進(jìn)噴嘴底座上。
[0011]其中:即擴(kuò)孔又水力鉆進(jìn)時，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴或圓射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座上，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部的鉆進(jìn)噴嘴底座上。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:通過外壁上設(shè)置數(shù)個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座及噴嘴，噴頭體頂部設(shè)置數(shù)個鉆進(jìn)噴嘴底座，同時配備配套死堵，使水射流噴頭一頭多用，結(jié)合其使用方法，實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)擴(kuò)孔或單獨(dú)水力鉆進(jìn)或即擴(kuò)孔又水力鉆進(jìn)一個水射流噴頭方便使用，體現(xiàn)了水射流擴(kuò)孔、水射流割縫、水力化鉆進(jìn)、水力化鉆進(jìn)及割縫一體化、水力化鉆進(jìn)及擴(kuò)孔一體化等功能，噴頭頂部安裝噴嘴和在噴頭外壁安裝螺旋有利排渣及切磨大直徑煤渣，從而達(dá)到減少水力化措施中堵孔等事故，有適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、一頭多用、加工容易、操作簡便等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014]圖1.本發(fā)明帶三個水射流擴(kuò)孔噴嘴底座和一個排渣噴嘴底座的剖面圖；
圖2.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔噴嘴底座和一個排渣噴嘴底座的剖面圖；
圖3.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔噴嘴底座和兩個鉆進(jìn)噴嘴底座的剖面圖；
圖4.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔圓射流噴嘴和兩個鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)射流噴嘴的剖面圖；
圖5.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔旋轉(zhuǎn)射流噴嘴和兩個鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)射流噴嘴的剖面圖；
圖6.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔旋轉(zhuǎn)射流噴嘴和一個排渣旋轉(zhuǎn)射流噴嘴的剖面圖；
圖7.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔圓射流噴嘴和一個排渣旋轉(zhuǎn)射流噴嘴的剖面圖；
圖8.本發(fā)明帶一個水射流擴(kuò)孔圓射流噴嘴及一個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴和一個排渣旋轉(zhuǎn)射流噴嘴的剖面圖；
圖9.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔死堵和兩個鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)射流噴嘴的剖面圖；
圖10.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔旋轉(zhuǎn)射流噴嘴和一個排渣死堵的剖面圖；
圖11.本發(fā)明帶兩個水射流擴(kuò)孔圓射流噴嘴和一個排渣死堵的剖面圖。
[0015]附圖編號:1.噴頭體，2.擴(kuò)孔噴嘴底座，3.螺旋，4.噴頭接頭，5.旋轉(zhuǎn)射流噴嘴，6.圓射流噴嘴，7.死堵，8.紫銅墊片，21.排渣噴嘴底座，22.鉆進(jìn)噴嘴底座。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例一 如圖1，參見圖2、圖6、圖7、圖8、圖10、圖11，一種多功能水射流噴頭，它在內(nèi)部中空帶噴頭接頭4的噴頭體I外壁上設(shè)置三個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座2，噴頭體I頂部設(shè)置一個排渣噴嘴底座21，它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的四個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5、三個圓射流噴嘴6，特征在于:它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的一個排渣死堵7。
[0018]其中:噴頭體I上還設(shè)置有螺旋3粗螺紋。
[0019]其中:旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5與擴(kuò)孔噴嘴底座2固定墊有紫銅墊片8，圓射流噴嘴6與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片8，死堵7與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片8。
[0020]實(shí)施例二
如圖3，參見圖4、圖5、圖9，一種多功能水射流噴頭，它在內(nèi)部中空帶噴頭接頭4的噴頭體I外壁上設(shè)置兩個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座2，噴頭體I頂部設(shè)置兩個鉆進(jìn)噴嘴底座22，它還配備有四個與噴嘴底座相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5、兩個圓射流噴嘴6，特征在于:它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的兩個死堵7。
[0021]其中:噴頭體I上還設(shè)置有螺旋3粗螺紋。
[0022]其中:旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5與擴(kuò)孔噴嘴底座2固定墊有紫銅墊片8，圓射流噴嘴6與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片8，死堵7與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片8。
[0023]實(shí)施例三
如圖2，參見圖6、圖7、圖8、圖10、圖11，一種多功能水射流噴頭，它在內(nèi)部中空帶噴頭接頭4的噴頭體I外壁上設(shè)置兩個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座2，噴頭體I頂部設(shè)置一個排渣噴嘴底座21，它還配備有三個與噴嘴底座相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5、兩個圓射流噴嘴6，特征在于:它還配備有一個與噴嘴底座相對應(yīng)的死堵7。
[0024]其中:噴頭體I上還設(shè)置有螺旋3粗螺紋。
[0025]其中:旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5與擴(kuò)孔噴嘴底座2固定墊有紫銅墊片8，圓射流噴嘴6與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片8，死堵7與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片8。
[0026]實(shí)施例四
參見圖2、圖6，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，需要頂部水力排渣時，將兩個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將一個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21上。
[0027]實(shí)施例五
參見圖2、圖7，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，需要頂部水力排渣時，將兩個圓射流噴嘴6通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將一個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21上。
[0028]實(shí)施例六
參見圖2、圖8，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，需要頂部水力排渣時，將一個圓射流噴嘴6和一個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將一個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21上。
[0029]實(shí)施例七參見圖2、圖10，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，不需要頂部水力排渣時，將兩個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將排渣死堵7通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21上。
[0030]實(shí)施例八
參見圖2、圖11，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，不需要頂部水力排渣時，將兩個圓射流噴嘴6通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將排渣死堵7通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座21上。
[0031]實(shí)施例九
參見圖3、圖9，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)水力鉆進(jìn)時，將兩個擴(kuò)孔死堵7通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將兩個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部鉆進(jìn)噴嘴底座22上。
[0032]實(shí)施例十
參見圖3、圖4，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:即擴(kuò)孔又水力鉆進(jìn)時，將兩個圓射流噴嘴6通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將兩個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部的鉆進(jìn)噴嘴底座22上。
[0033]實(shí)施例十一
參見圖3、圖5，一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:即擴(kuò)孔又水力鉆進(jìn)時，將兩個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座2上，將兩個旋轉(zhuǎn)射流噴嘴5通過紫銅墊片8固定在多功能水射流噴頭頂部的鉆進(jìn)噴嘴底座22上。
[0034]提請注意，本發(fā)明中提到擴(kuò)孔包括水力割縫。
[0035]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能水射流噴頭，它在內(nèi)部中空帶噴頭接頭的噴頭體外壁上設(shè)置數(shù)個錯位對稱的擴(kuò)孔噴嘴底座，噴頭體頂部設(shè)置一個排渣噴嘴底座，它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)射流噴嘴、圓射流噴嘴，特征在于:它還配備有與噴嘴底座相對應(yīng)的死堵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能水射流噴頭，其特征在于:噴頭體頂部設(shè)置數(shù)個鉆進(jìn)噴嘴底座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能水射流噴頭，其特征在于:噴頭體上還設(shè)置有螺旋粗螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能水射流噴頭，其特征在于:噴頭體上還設(shè)置有螺旋粗螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種多功能水射流噴頭，其特征在于:旋轉(zhuǎn)射流噴嘴與擴(kuò)孔噴嘴底座固定墊有紫銅墊片，圓射流噴嘴與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片，死堵與噴嘴底座固定墊有紫銅墊片。
6.一種多功能水射流噴頭的使用方法，特征在于:單獨(dú)擴(kuò)孔，需要頂部水力排渣時，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴或圓射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座上，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座上，不需要頂部水力排渣時，將排渣死堵通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部排渣噴嘴底座或鉆進(jìn)噴嘴底座上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能水射流噴頭的使用方法，其特征在于:單獨(dú)水力鉆進(jìn)時，將擴(kuò)孔死堵通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座上，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部鉆進(jìn)噴嘴底座上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種多功能水射流噴頭的使用方法，其特征在于:即擴(kuò)孔又水力鉆進(jìn)時，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴或圓射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭擴(kuò)孔噴嘴底座上，將旋轉(zhuǎn)射流噴嘴通過紫銅墊片固定在多功能水射流噴頭頂部的鉆進(jìn)噴嘴底座上。
【文檔編號】E21B43/26GK103590748SQ201310587413
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李艷增, 王耀鋒, 王魁軍, 張興華, 許幸福, 高中寧, 聶榮山, 謝正紅 申請人:煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司