[实用新型]基于锚索钻机的小孔径钻孔与水力割缝一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻割一体化装置，尤其是一种适用于煤矿井下使用的基于锚索钻机的小孔径钻孔与水力割缝一体化装置。 

背景技术

水力致裂是控制坚硬顶煤、顶板等的有效措施，水压裂缝的扩展方向受地应力场和围岩节理裂隙发育情况的影响。根据煤矿井下现场施工的需要，有时需要人为的控制裂缝的扩展范围和扩展方向。在实施定向水力致裂时，需要在钻孔的特定位置开槽或切缝，诱导水压裂缝从人为造缝处起裂、扩展。传统的钻割一体化装置，都是基于台钻实现的，钻头直径大，施工速度慢，设备安装、转移较困难，且不能施工钻孔轴向裂缝。因此，需要一种简便装置实现快速钻进，快速割缝，且能施工轴向裂缝和径向裂缝，控制水压裂缝的扩展位置和扩展方向，实现定向水力致裂。 

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、效率高、能够实现施工小孔径钻孔的基于锚索钻机的小孔径钻孔与水力割缝一体化装置。 

为实现上述目的，本实用新型的基于锚索钻机的小孔径钻孔与水力割缝一体化装置，包括锚索钻机、连接在锚索钻机上的高压旋转接头，高压旋转接头上设有高压密封空心钻杆，高压密封空心钻杆的头部设有钻割一体化钻头；所述的高压旋转接头包括旋转轴和套在旋转轴外的旋转接头体，旋转轴中部开有与旋转接头体相连通的通孔，旋转接头体壁上设有连接高压胶管的接口；所述的钻割一体化钻头包括钻头、设在钻头侧壁上的多个高压水射流喷嘴。 

所述的锚索钻机与高压旋转接头之间设有钳套；所述的高压旋转接头与高压密封空心钻杆连接处设有密封圈。 

有益效果：本装置的钻割一体化钻头侧面上设置了高压水射流喷嘴，能够实现钻孔轴向切缝和钻孔径向切缝，通过钳套连接，方便拆装，搬运安装方便，能够实现快速钻进，尤其是在顶煤、顶板中施工钻孔时，施工速度快、使用方便的优势更加明显，根据使用的小孔径钻头和钻杆直径可实现多密集小孔径钻孔水力割缝定向切割。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图中：1－锚索钻机，2－高压胶管，3－接口，4－高压旋转接头，5－高压密封空心钻杆，6－裂缝，7－钻割一体化钻头，8－高压水射流喷嘴，9－煤岩体，10－通孔，11－钳套。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步描述： 

如图1所示，本实用新型的基于锚索钻机的小孔径钻孔与水力割缝一体化装置，包括锚索钻机1，锚索钻机1前端设有高压旋转接头4，所述的锚索钻机1与高压旋转接头4之间设有钳套11，通过钳套11相互连接，所述的高压旋转接头4包括旋转轴和套在旋转轴外的旋转接头体，旋转轴中部开有与旋转接头体相连通的通孔10，旋转接头体壁上设有连接高压胶管2的接口3；接口3上设有高压胶管2，高压旋转接头4前端设有高压密封空心钻杆5，所述的高压密封空心钻杆5为空心钻杆，所述的高压旋转接头4与高压密封空心钻杆5连接处设有密封圈。高压密封空心钻杆5的头部设有钻割一体化钻头7，钻割一体化钻头7包括钻头、设在钻头侧壁上的多个高压水射流喷嘴8，高压水经过高压胶管2进入高压旋转接头4，并通过高压旋转接头4进入高压密封空心钻杆5，高压水经高压密封空心钻杆5直达钻头中间的孔，然后经过高压水射流喷嘴8喷出，形成高速的水射流切割煤岩体9并在煤岩体9上切割出裂缝6。

工作原理：使用本装置时，在高压胶管中接入压力为1~3MPa的低压水，开启锚索钻机1，向煤岩体9钻进，低压水从高压胶管2进入高压旋转接头4中，从高压旋转接头2内部的通孔10进入高压旋转接头中的旋转轴，从旋转轴进入高压密封空心钻杆5，然后到达钻割一体化钻头7，从钻头上的高压水射流喷嘴8喷出，起冷却钻头的作用。当钻机钻进到煤岩体9预定深度后，提高高压胶管中的水压到10MPa以上，此时可以根据施工需要利用高压水射流割两种裂缝：第一种，停止钻进，只保持锚索钻机1带动高压密封空心钻杆5旋转，从高压水射流喷嘴8中喷出的高压水在钻割一体化钻头7的径向方向切割出一个环形的裂缝6；第二种，停止钻进，锚索钻机1停止旋转，通过锚索钻机1的气腿反复伸缩带动钻割一体化钻头7上下移动，可以沿着钻孔的轴向方向切割出两条裂缝6。