本发明专利技术公开了一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头，包括钻杆、套管、喷嘴和自旋转喷孔遮挡件，套管通过可拆卸连接件同轴向套设在钻杆外圆的前部，套管内圆与钻杆外圆之间具有环形空腔，喷嘴同轴安装在钻杆前端口，喷嘴位于套管内部，自旋转喷孔遮挡件转动设置在喷嘴内部。本发明专利技术结构简单，易于加工，成本低廉；本发明专利技术通过使用叶轮加扇形挡板来实现脉冲型射流，脉冲型射流相比传统的连续型射流在煤岩破碎方面更为高效，同时喷嘴的多孔设置可实现钻孔中钻杆无旋转钻进。中钻杆无旋转钻进。中钻杆无旋转钻进。
【技术实现步骤摘要】
一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头
[0001]本专利技术属于矿用钻具
，尤其涉及一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头。
技术介绍
[0002]随着工业的发展，煤、石油等能源的开采量不断增加，水射流钻孔开采技术便应运而生，水射流技术利用高速水流的动能和压力来破碎岩石，将水流转化为切削力，实现对煤层的破碎、切割和扩孔等。水射流钻孔具有良好的泄压增透效应和改善煤层内部压力等优点，但传统的射流喷头主要采用稳定的连续射流，这种方式会造成大量的液体散布和能源浪费。
技术实现思路
[0003]为解决现有技术的不足之处，本专利技术提供一种结构简单、耗能小、射流强度高、更节约射流水量的具有脉冲型作用的多孔射流喷头。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头，包括钻杆、套管、喷嘴和自旋转喷孔遮挡件，套管通过可拆卸连接件同轴向套设在钻杆外圆的前部，套管内圆与钻杆外圆之间具有环形空腔，喷嘴同轴安装在钻杆前端口，喷嘴位于套管内部，自旋转喷孔遮挡件转动设置在喷嘴内部。
[0005]喷嘴为后端敞口的圆筒状结构，喷嘴后端口内圆与钻杆前端外圆螺纹连接，喷嘴内部中心同轴向固定设有一根定位轴，定位轴前端与喷嘴的前端板固定连接，喷嘴的前端板上均匀开设有若干个射流喷孔。
[0006]自旋转喷孔遮挡件包括中心轴、叶轮和若干块扇形挡板，中心轴长度方向沿前后方向设置，中心轴前端内部设有插孔，定位轴伸入到插孔内并与中心轴旋转配合，叶轮同轴向固定设在中心轴后部，若干块扇形挡板沿中心轴外圆均匀布置，扇形挡板内端与中心轴外圆固定连接，扇形挡板前侧表面与喷嘴的前端板内侧面接触，相邻两个扇形挡板之间具有扇形间隙。
[0007]可拆卸连接件包括设在环形空腔内的固定环，固定环与钻杆外圆固定连接，固定环外圆直径稍小于套管内圆直径，套管沿圆周方向通过径向设置的若干个螺钉与固定环紧固连接。
[0008]套管上在喷嘴外侧开设有若干个排流孔。
[0009]喷嘴的前侧板上设置的若干个射流喷孔设有内中外三圈，其中最外圈的射流喷孔在喷射过程中破岩范围大于套管外圆直径。
[0010]采用上述技术方案，本专利技术的工作原理及过程为：在喷嘴内部设置叶轮及扇形挡板，叶轮在通入钻杆内的高压水流的作用下旋转，通过中心轴带动扇形挡板转动，扇形挡板转动过程中不断遮挡喷嘴的前侧板上的射流喷孔，使通过射流喷孔的水流形成脉冲型射流。脉冲型射流相比稳定的连续射流，其对于能量的消耗更低，降低了水流的浪费，同时由于喷嘴上的射流喷孔设置及不断旋转的脉冲射流作用下，岩壁的上的受打击点较多，使岩
石更加容易破碎，，射流切割产生的碎渣随着射流水通过排流孔排出。
[0011]本专利技术具有以下技术效果：1）套管前端口位于喷嘴的前侧板的前侧并保持一定距离，该距离在射流核心段之内，套管与钻杆之间通过固定环固定连接，用于保证射流核心段。叶轮为螺旋叶片，通过水流的作用旋转，带动扇形挡板转动，扇形挡板转动过程中，相邻两个扇形挡板之间的扇形间隙通过高压水，使射流喷孔射出脉冲型射流。
[0012]2）套管前端外部设置的排流孔，保证水流及碎岩流出不形成堵塞；定位轴起到限定叶轮和扇形挡板中心旋转的作用。
[0013]3）本专利技术的具有脉冲型作用的多孔射流喷头，设备简单，易于加工，成本低廉；本专利技术通过使用叶轮加扇形挡板来实现脉冲型射流，脉冲型射流相比传统的连续型射流在煤岩破碎方面更为高效，同时喷嘴的多孔设置可实现钻孔中钻杆无旋转钻进；脉冲型射流由于封堵了部分射流喷孔，因此也提高了射流冲击力。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体轴向剖视图；图2为本专利技术的外形立体结构示意图；图3为喷嘴的轴向剖视图；图4是喷嘴的外形立体结构示意图；图5为自旋转喷孔遮挡件的立体结构示意图；图6为图1中自旋转喷孔遮挡件的俯视图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]如图1
‑
图6所示，本专利技术的一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头，包括钻杆1、套管2、喷嘴3和自旋转喷孔遮挡件，套管2通过可拆卸连接件同轴向套设在钻杆1外圆的前部，套管2内圆与钻杆1外圆之间具有环形空腔4，喷嘴3同轴安装在钻杆1前端口，喷嘴3位于套管2内部，自旋转喷孔遮挡件转动设置在喷嘴3内部。
[0017]喷嘴3为后端敞口的圆筒状结构，喷嘴3后端口内圆与钻杆1前端外圆螺纹连接，喷嘴3内部中心同轴向固定设有一根定位轴5，定位轴5前端与喷嘴3的前端板固定连接，喷嘴3的前端板上均匀开设有若干个射流喷孔6。
[0018]自旋转喷孔遮挡件包括中心轴7、叶轮8和若干块扇形挡板9，中心轴7长度方向沿前后方向设置，中心轴7前端内部设有插孔10，定位轴5伸入到插孔10内并与中心轴7旋转配合，叶轮8同轴向固定设在中心轴7后部，若干块扇形挡板9沿中心轴7外圆均匀布置，扇形挡板9内端与中心轴7外圆固定连接，扇形挡板9前侧表面与喷嘴3的前端板内侧面接触，相邻两个扇形挡板9之间具有扇形间隙11。
[0019]可拆卸连接件包括设在环形空腔4内的固定环12，固定环12与钻杆1外圆固定连
接，固定环12外圆直径稍小于套管2内圆直径，套管2沿圆周方向通过径向设置的若干个螺钉13与固定环12紧固连接。
[0020]套管2上在喷嘴3外侧开设有若干个排流孔14。
[0021]喷嘴3的前侧板上设置的若干个射流喷孔6设有内中外三圈，其中最外圈的射流喷孔6在喷射过程中破岩范围大于套管2外圆直径。
[0022]本专利技术的工作原理及过程为：在喷嘴3内部设置叶轮8及扇形挡板9，叶轮8在通入钻杆1内的高压水流的作用下旋转，通过中心轴7带动扇形挡板9围绕定位轴5转动，扇形挡板9转动过程中不断遮挡喷嘴3的前侧板上的射流喷孔6，使通过射流喷孔6的水流形成脉冲型射流。脉冲型射流相比稳定的连续射流，其对于能量的消耗更低，降低了水流的浪费，同时由于喷嘴3上的射流喷孔6设置及不断旋转的脉冲射流作用下，岩壁的上的受打击点较多，使岩石更加容易破碎，射流切割产生的碎渣随着射流水通过排流孔14排出。
[0023]以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，前、后、左、右等方向并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头，其特征在于：包括钻杆、套管、喷嘴和自旋转喷孔遮挡件，套管通过可拆卸连接件同轴向套设在钻杆外圆的前部，套管内圆与钻杆外圆之间具有环形空腔，喷嘴同轴安装在钻杆前端口，喷嘴位于套管内部，自旋转喷孔遮挡件转动设置在喷嘴内部。2.根据权利要求1所述的一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头，其特征在于：喷嘴为后端敞口的圆筒状结构，喷嘴后端口内圆与钻杆前端外圆螺纹连接，喷嘴内部中心同轴向固定设有一根定位轴，定位轴前端与喷嘴的前端板固定连接，喷嘴的前端板上均匀开设有若干个射流喷孔。3.根据权利要求2所述的一种具有脉冲型作用的多孔射流喷头，其特征在于：自旋转喷孔遮挡件包括中心轴、叶轮和若干块扇形挡板，中心轴长度方向沿前后方向设置，中心轴前端内部设有插孔，定位轴伸入到插孔内并与中心轴旋转配合，叶轮同轴向固...
【专利技术属性】
技术研发人员：范俊锴，孙瑞佳，袁瑞甫，刘真鹏，郭超杰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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