[发明专利]一种井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽方法

说明书

一种井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置，包括水流切割器（1），所述水流切割器（1）内开设有凹槽，凹槽内装配有内侧活塞体（101）、中间活塞体（102）和外侧活塞体（103），内侧活塞体（101）开设有射流口（104），内侧活塞体（101）、中间活塞体（102）和外侧活塞体（103）均安装有复位弹簧（105），水流切割器（1）端头安装有刮刀片（106）；内侧活塞体（101）、中间活塞体（102）和外侧活塞体（103）随着凹槽内水压升高，向外伸出，随着凹槽内水压降低且在所述复位弹簧（105）作用下，恢复到原位置。本发明能够有效增加水射流切割半径，提高水力增透技术应用效果。

技术领域

本发明涉及一种井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置及方法。

背景技术

随着我国煤矿进入深部开采，煤层低渗透、高瓦斯、难抽采、强突出特征日趋显著，煤矿瓦斯治理愈加困难。水力增透技术以增透效果较好、技术工艺简单得到了较为广泛的现场应用，但水射流冲击破岩性能随着冲击靶距增大而快速降低，直接导致钻孔内高压水射流切割半径有限，使水力增透技术的应用效果依然有限。

发明内容

本发明提供了一种井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置及方法，可以有效增加水射流切割半径，提高水力增透技术应用效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置，包括水流切割器，所述水流切割器内开设有凹槽，凹槽内装配有内侧活塞体、中间活塞体和外侧活塞体，所述内侧活塞体开设有射流口，所述内侧活塞体、中间活塞体和外侧活塞体均安装有复位弹簧，所述水流切割器端头安装有刮刀片；所述内侧活塞体、中间活塞体和外侧活塞体随着所述凹槽内水压升高，向外伸出，随着所述凹槽内水压降低且在所述复位弹簧作用下，恢复到原位置。

在上述井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置中，所述水流切割器内凹槽与所述外侧活塞体之间，所述外侧活塞体与所述中间活塞体之间，所述中间活塞体与所述内侧活塞体之间开设有密封槽，所述密封槽内装配有密封圈。

在上述井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置中，所述水流切割器内凹槽内水压升高到一定数值时，所述外侧活塞体连同所述中间活塞体与所述内侧活塞体向外伸出，随着水压继续升高到一定数值时，所述中间活塞体与所述内侧活塞体向外伸出，随着水压继续升高到一定数值时，所述内侧活塞体单独向外伸出。

在上述井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置中，所述水流切割器内凹槽内水压升高到一定数值时，所述内侧活塞体单独向外伸出，随着水压继续升高到一定数值时，所述中间活塞体与所述内侧活塞体向外伸出，随着水压继续升高到一定数值时，所述外侧活塞体连同所述中间活塞体与所述内侧活塞体向外伸出。

一种井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽方法，使用上述井下钻孔内脉冲水射流递进式切槽装置进行，步骤包括：

（a）将所述水射流切割器与密封钻杆连接，利用钻机将所述水射流切割器旋转推送至已施工完成的钻孔煤层段；

（b）通过泵站向脉冲振荡器内通入高压水，流通过所述密封钻杆从所述水射流切割器的所述射流口呈高压脉冲射流喷射出，使所述水射流切割器发生旋转，进而切割钻孔径向煤体；

（c）在切割一定时间后，通过调压阀升高所述凹槽内水压，使所述内侧活塞体、中间活塞体和外侧活塞体同时或其中两个或单独向外伸出，按此规律，直至所述内侧活塞体、中间活塞体和外侧活塞体全部伸出；

（d）在切割一定时候后，停止向所述脉冲振荡器内通入高压水，利用所述钻机将所述水射流切割器退出钻孔，完成钻孔的脉冲水射流切槽作业。

在步骤（c）中，所述水流切割器内凹槽内水压升高到一定数值时，所述外侧活塞体连同所述中间活塞体与所述内侧活塞体向外伸出，随着水压继续升高到一定数值时，所述中间活塞体与所述内侧活塞体向外伸出，随着水压继续升高到一定数值时，所述内侧活塞体单独向外伸出。