[发明专利]干式可控冲击波煤层增透器

说明书

本发明公开了一种干式可控冲击波煤层增透器，包括脉冲功率驱动源、大电流同轴线式钻杆、大电流无感接触器和能量转换器；脉冲功率驱动源置于钻孔外巷道中，用于产生高压脉冲电流，并通过能量转换器以液电效应将脉冲电磁能量转换为冲击波，脉冲功率驱动源通过高压防爆电缆与大电流同轴线式钻杆连接；能量转换器依次通过大电流同轴线式钻杆、高压防爆电缆与脉冲功率驱动源相连接，大电流无感接触器是各个大电流同轴线式钻杆的内导体之间的接触器，大电流同轴线式钻杆之间通过无感接触器连接。本发明可以在不宜注水的煤层钻孔中，以能量转换器产生冲击波直接耦合到煤层，起到增透作用。

技术领域

本发明属于煤炭开发技术领域，具体涉及一种干式可控冲击波煤层增透器。

背景技术

瓦斯是煤炭生产安全罩门，煤层增透是解决瓦斯安全的位移途径。目前，煤层增透的主要技术由：深孔预裂松动爆破、水力压裂、二氧化碳爆破压裂、高压空气压裂等，都未彻底解决煤层增透问题。我国大量的构造煤层、松软煤层中钻孔增透问题更大，对于不宜钻水的煤层而言，钻孔时很容易会遇水塌陷，从而无法增透，因此急需一款能够在无水钻孔的情况下实现煤层增透的煤层增透器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干式可控冲击波煤层增透器，旨在解决目前煤层增透技术在钻孔时存在的易遇水塌陷的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

干式可控冲击波煤层增透器，包括脉冲功率驱动源、大电流同轴线式钻杆、大电流无感接触器和能量转换器；

所述脉冲功率驱动源置于钻孔外巷道中，用于产生高压脉冲电流，并通过能量转换器以液电效应将脉冲电磁能量转换为冲击波，所述脉冲功率驱动源通过高压防爆电缆与大电流同轴线式钻杆连接；所述能量转换器依次通过大电流同轴线式钻杆、高压防爆电缆与脉冲功率驱动源相连接，所述大电流无感接触器是各个大电流同轴线式钻杆的内导体之间的接触器，所述大电流同轴线式钻杆之间通过无感接触器连接。

进一步，所述脉冲功率驱动源包括高压直流电源、储能电容器、切换开关和触发器，所述高压直流电源、储能电容器、切换开关和触发器设置于一个隔爆容器中构成脉冲功率驱动源，所述高压直流电源与储能电容器相接，切换开关的一端与储能电容器的高压端连接，另一端连接高压防爆电缆输出。

进一步，所述大电流同轴线式钻杆是由带绝缘层的内导体与钻杆外壳体复合而成，内导体与钻杆外壳体之间留有可以过水的环空，所述钻杆外壳体的两端为内外螺纹可连接结构，所述钻杆外壳体内设置有带绝缘层的内导体，所述内导体与钻杆外壳体构成同轴式结构，所述绝缘层位于内导体外侧一周，所述绝缘层、钻杆外壳体之间为环空结构，所述钻杆外壳体的内部前端、后端分别设置有置于内导体与钻杆外壳体之间的绝缘支撑体，所述绝缘支撑体套设于内导体之上，所述绝缘支撑体为圆环状且其表面上开设有通孔，所述内导体的一端外部设有公护套，所述内导体的另一端外部设有母护套，所述公护套、母护套分别位于钻杆外壳体内绝缘支撑体的外侧一边，所述大电流无感接触器设置于公护套的内部；所述大电流同轴线式钻杆用于与脉冲功率驱动源连接，所述能量转换器与大电流同轴线式钻杆连接并由大电流同轴线式钻杆进行推送。

进一步，所述大电流同轴线式钻杆的长度规格为每根3m，多根大电流同轴线式钻杆相互连接后作为连接脉冲功率驱动源和推送能量转换器的工具。

进一步，所述大电流无感接触器是各个大电流同轴线式钻杆内导体之间的接触器，并允许通过10kA以上的脉冲电流，大电流同轴线式钻杆的外壳体之间采用螺纹连接，内导体之间采用大电流无感接触器连接。

进一步，所述大电流无感接触器包括弹簧、两端的圆盘型电极板和中间的金属软线构成，两端的两个所述圆盘型电极板由金属软线穿过弹簧连接，所述弹簧的两端分别与两端的圆盘型电极板相连接。