[发明专利]一种后置式双通道磨料射流割缝装置

说明书

本发明涉及一种后置式双通道磨料射流割缝装置，属于煤层卸压增透领域。主要包括超高压清水泵、超高压软管、超高压旋转水尾、磨料泵注装置、磨料旋转密封水尾、双通道密封钻杆、双通道割缝器组成。超高压清水泵提供射流动力源，超高压软管、超高压旋转水尾、双通道密封钻杆确保高压水安全传输；由磨料泵注装置、磨料旋转密封水尾、双通道密封钻杆、双通道割缝器组成磨料加砂通道，实现高压水传输与磨料传输分离双通道供给。创新发明双通道磨料射流割缝装置，避免磨料与高压水混合传输过程中对于高压软管及钻具的磨损。同时，避免了高压水的沿程压力损失，极大地提升了高压水射流割缝破煤能力，又延长设备的使用寿命。

技术领域

本发明属于煤层卸压增透领域，涉及一种后置式双通道磨料射流割缝装置。

背景技术

煤层卸压增透是煤岩瓦斯动力灾害防控的有效手段之一。近年来，随着煤矿灾害防治技术及装备的发展，水力化措施成为煤层卸压增透的主要技术手段之一。特别是，水力割缝技术破煤能力强、有效卸压范围广，得到广泛应用。但是，由于煤矿开采深度增加，受地应力增大、煤岩坚固性系数增大等因素影响，水射流割缝破煤能力有所下降，严重制约了水射流割缝卸压影响范围。

近年来，为了提升水射流割缝的影响范围，通过在高压水中添加磨料的方式，增加水射流的打击力，增大水射流的割缝半径。目前，现有的磨料射流加砂装置多为在高压传输管路中部加装磨料罐的方式，利用高压水传输过程中动能将磨料带到高压水传输管路中混合传输，在喷嘴处一并喷射对煤体进行切割以提高割缝深度。但是上述磨料射流加砂装置是将磨料和高压水混合在同一传输管道进行传输，在高压水的作用下加大了磨料对于高压软管、水尾、钻杆、割缝器等主要部件的磨损，严重影响装置的使用寿命，给现场操作人员带来安全隐患。因此，亟需研制一种高压水和磨料双通供给的磨料射流割缝装置，解决磨料在传输过程中对于高压传输管路的磨损，延长装置使用寿命。

发明内容

有鉴于此，针对煤矿磨料射流割缝装置对钻具磨损大、使用寿命短、沿程压力损失严重的问题，本发明的目的在于提供一种后置式双通道磨料射流割缝装置，实现高压水和磨料双通道传输，避免磨料在高压水作用下对于高压传输管路及钻具的磨损，以延长装置的使用寿命。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种后置式双通道磨料射流割缝装置，包括超高压水射流供给系统及磨料供给系统，所述超高压水射流供给系统用于提供持续高压的水射流动力源，所述磨料供给系统提供磨料传输，通过将磨料混合入水射流动力源形成的高压磨料射流进行割缝，增强割缝打击力。

可选的，所述超高压水射流供给系统由超高压软管连接的超高压清水泵及超高压旋转水尾。

可选的，所述磨料供给系统包括相连通的磨料罐、注料泵，所述磨料罐上设有压力盖，所述磨料罐上连接有磨料传输软管，所述磨料传输软管远离所述磨料罐的一端设有磨料旋转密封水尾。

可选的，所述磨料旋转密封水尾包括水尾外壁，所述水尾外壁内部通过水尾内壁分隔出水尾高压水通道及水尾磨料通道，所述水尾外壁上设有密封旋转体外卡槽，所述密封旋转体外卡槽内通过密封轴承设有密封旋转体，所述密封旋转体外卡槽上设有连通至水尾磨料通道的磨料进料孔，所述水尾磨料通道的端部设有水尾磨料传输孔。

可选的，所述磨料进料孔在所述水尾内壁对称分布设置有6个。

可选的，所述超高压水射流供给系统及磨料供给系统通过双通道密封钻杆混合磨料及水射流动力源；所述双通道密封钻杆包括钻杆外壁，所述钻杆外壁内通过钻杆内壁分隔出连通磨料供给系统的钻杆磨料通道以及连通超高压水射流供给系统的钻杆高压水通道；所述钻杆磨料通道端部设有钻杆磨料传输孔。