[发明专利]用于煤矿井下树状钻孔的自进式水力喷射钻头

权利要求书

1.用于煤矿井下树状钻孔的自进式水力喷射钻头，包括钻头体和钻头体上的中心自激振荡喷嘴(2)、边喷嘴(3)、中部喷嘴(4)和后部喷嘴(5)；其特征在于：所述钻头体中空，前部为球形，前端面为一平台(1)，在平台中心即自进式钻头轴线上设置中心自激振荡喷嘴(2)，在平台上围绕中心自激振荡喷嘴(2)四周均匀布置具有张角α和偏角β的边喷嘴(3)；钻头体中部均匀分布有在横截面中具有偏向角θ的中部喷嘴(4)，横截面是指过中部喷嘴的轴线且与钻头轴线垂直的平面；钻头体后端为开口端，设有内螺纹(6)用于连接高压软管，其侧壁上均匀布置有与钻头体轴线呈锥角Φ的后部喷嘴(5)，钻头体的内部空腔(7)为前段圆锥形和后段圆柱形的组合空腔，圆锥形段的锥度为；

所述平台(1)的半径R2为2.5mm—4.0mm，边喷嘴(3)的数目为3—6个，喷嘴直径为0.5mm—1.2mm，围绕平台中心的分布半径R1为1.0mm-2.0mm，张角α在15°—30°之间，偏角β在60°—90°之间；边喷嘴的设定是：在内部空腔(7)圆锥形段的前端面上距钻头轴线1.0mm-10.0mm距离确定一点为边喷嘴起点，将过边喷嘴起点且与钻头轴线平行的直线定义为直线一，直线一和钻头轴线所确定的平面定义为平面一；以直线一为基线，先在平面一内向远离钻头轴线的方向偏转一定角度，此角度设定为张角α；此时将喷嘴轴线定义为直线二；再将直线二以边喷嘴起点为原点，以直线一为旋转轴，旋转一定锥角，所得的喷嘴轴线定义为直线三，即为边喷嘴的实际轴线，此时将直线二和直线三在自进式钻头横截面上投影的夹角设定为偏角β；所有边喷嘴都按此方法均匀布置，且偏转的角度和方向均一致；

所述中部喷嘴(4)的数目为3—6个，喷嘴直径为0.5mm—1.2mm，偏向角θ在30°—45°之间，偏向角θ是指中部喷嘴的轴线与径向半径的夹角；

所述后部喷嘴(5)的数目为6—8个，喷嘴直径为0.5mm—1.5mm，轴向锥角Φ在10°—30°之间，轴向锥角Φ是指后部喷嘴的轴线与钻头轴线的夹角；

所述钻头的整体长度范围为14mm—18mm，外径范围为10mm—14mm。

2.根据权利要求1所述的自进式水力喷射钻头，其特征在于：所述自激振荡喷嘴(2)依次由上游喷嘴(8)、自激振荡腔(9)和下游喷嘴(10)组成；自激振荡腔长度L为上游喷嘴直径d1的2.3～3.3倍，下游喷嘴直径d2为上游喷嘴直径d1的1.2～1.3倍；自激振荡腔(9)的主体为圆柱形腔，其直径为上游喷嘴直径d1的18倍；腔体的纵剖面为上下对称的平行四边形，腔体上下游喷嘴碰撞壁为锥形面，且上游喷嘴碰撞壁凸向上游，下游喷嘴碰撞壁凹向下游。

3.根据权利要求1或2所述的自进式水力喷射钻头，其特征在于：所述内部空腔(7)的圆锥形段的锥角在20°—45°之间。

4.根据权利要求1或2所述的自进式水力喷射钻头，其特征在于：所述钻头的整体长度为16mm，外径为12.5mm。