[发明专利]一种高压电脉冲钻进装置及其使用方法

权利要求书

1.一种高压电脉冲钻进装置，其特征在于，包括钻杆（27），所述钻杆（27）内部制有空腔并且空腔后端上下方通过绝缘隔板（16）对排安置有负电极板（14）和正电极板（15），所述绝缘隔板（16）前端固定有隔板，所述隔板上开有若干通孔并与空腔前端形成空心腔（12），所述钻杆（27）的内部还设有依次连在一起的止推轴承组（8）、万向轴（9）、转子（10）和定子（11），所述止推轴承组（8）其中一端伸出钻杆（27）外并通过传动轴（7）连接钻头（5）的杆端，所述钻头（5）上设有将其贯穿的针状正电极（4）和两个针状负电极（2），针状正电极（4）和针状负电极（2）的底部分别深入杆端内腔并通过绝缘弹簧（6）与杆端内壁固定，负电极板（14）、正电极板（15）之间的电极板间隙（17）中充有一定量水介质，负电极板（14）、正电极板（15）分别通过绝缘导线（18）连接高压电脉冲发生器（21）并设有高压电源开关一（19）；针状负电极（2）和针状正电极（4）分别通过绝缘导线（18）连接至高压电脉冲发生器（21）并设有高压电源开关二（20）；钻头（5）上贯穿有高压注液管（3）并且该高压注液管（3）的其中一端依次穿过杆端、钻杆（27）后分别连接高压注液泵站（22）和高压抽液泵站（25），钻杆（27）与煤体（1）之间设置有可移动式封孔器（13）。

2.如权利要求1所述的一种高压电脉冲钻进装置，其特征在于，所述高压注液泵站（22）、所述高压抽液泵站（25）与所述高压注液管（3）的连接端分别设有注液开关（23）和抽液开关（24），所述高压注液管（3）上装有压力表（26）。

3.如权利要求1所述的一种高压电脉冲钻进装置，其特征在于，所述负电极板（14）、所述正电极板（15）分别嵌入式固定于绝缘隔板（16）内。

4.如权利要求1所述的一种高压电脉冲钻进装置，其特征在于，所述针状正电极（4）、所述针状负电极（2）与所述钻头（5）的接触孔口处均装有橡胶密封圈。

5.如权利要求1所述的一种高压电脉冲钻进装置，其特征在于，所述定子（11）与所述转子（10）的数目依据实际情况确定。

6.一种如权利要求2所述的高压电脉冲钻进装置的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)、安装好钻头（5）与钻杆（27），用绝缘导线（18）连接针状正电极（4）、针状负电极（2）和高压电脉冲发生器（21），高压电源开关二（20）保持断开状态；高压注液泵站（22）和高压抽液泵站（25）分别连通高压注液管（3），在高压注液管（3）上安装好压力表（26）、注液开关（23）和抽液开关（24）；

2）、使用可移动式封孔器（13）对钻孔进行封孔后，启动高压注液泵站（22）并打开注液开关（23），对钻头（5）前方煤体（1）注入高压导电离子溶液；之后注意观察压力表（26），保持高压注液泵站（22）开启状态一段时间，使导电离子溶液充分浸润煤体；随后关闭高压注液泵站（22）及注液开关（23），打开高压抽液泵站（25）及抽液开关（24），将离子溶液抽出；

3）、开启高压电脉冲发生器（21）进行充电，充电完成后闭合高压电源开关二（20），电能通过绝缘导线（18）经针状负电极（2）和针状正电极（4）释放于煤体（1），使其破裂产生大量孔隙和裂隙，重复多次充放电，以达到理想的致裂效果；高压电源开关二（20）充电时断开，放电时闭合即可，当最终完成放电后高压电源开关二（20）断开；

4）、高压电脉冲发生器（21）充电，充电完成后闭合高压电源开关一（19），电能经绝缘导线（18）传导至负电极板（14）和正电极板（15），进而推动钻头（5）钻进；重复多次充放电，推动钻头（5）多次钻进；改变充放电电压，精确控制钻头（5）行程；高压电源开关一（19）充电时应断开，放电时闭合即可，最终完成钻头（5）推进作业后断开高压电源开关一（19）；

5）、启动高压注液泵站（22）并打开注液开关（23），低压注入冷却液，对钻头（5）进行冷却；

6）、钻杆（27）推进至长度不够时，断开高压电源开关一（19）和高压电源开关二（20），关闭高压电脉冲发生器（21）；续接钻杆，用高压管接线头（29）续接高压输液管（3），用压线鼻子（28）续接绝缘导线（18）；完成续接工作后，可继续钻进作业；

7）、重复步骤2）、3）、4）、5）、6），直到达到计划的钻孔目标。