本發(fā)明屬于煤礦井下坑道鉆探領(lǐng)域，特別涉及一種氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置。

背景技術(shù)：

1、碎軟煤層氣動定向鉆進技術(shù)是煤礦井下最新研發(fā)的針對碎軟煤層高效成孔的專用技術(shù)，其以高壓空氣或氮氣為沖洗介質(zhì)，通過鉆桿內(nèi)部通道輸送沖洗介質(zhì)，利用沖洗介質(zhì)驅(qū)動氣動螺桿鉆具破碎煤體，采用除塵裝置對孔口返出煤塵進行降塵處理。

2、現(xiàn)有技術(shù)中針對碎軟煤層氣動定向鉆進的異型鉆具提高了碎軟煤層氣動定向鉆進排渣效果，然而異型鉆具無法被有效密封，易導(dǎo)致煤塵從孔口裝置向鉆場泄漏，極易造成鉆場粉塵濃度超標，污染了鉆場施工環(huán)境，威脅著施工人員人身健康和安全。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的異型鉆具無法被有效密封，易導(dǎo)致鉆場粉塵濃度超標的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，包括首尾固定連接的組合密封單元和強化密封單元；

4、所述的組合密封單元包括組合密封筒；所述的組合密封筒前部由前至后依次開設(shè)第一煤塵排出口和瓦斯排出口；所述的組合密封筒后部內(nèi)設(shè)置有多級密封裝置；

5、所述的多級密封裝置包括由前至后依次設(shè)置的支撐環(huán)、刷式硬密封環(huán)、刷式軟密封環(huán)和密封阻擋環(huán)；

6、所述的刷式硬密封環(huán)的內(nèi)圈設(shè)置有一圈第一阻擋刷，所述的刷式軟密封環(huán)的內(nèi)圈設(shè)置有一圈第二阻擋刷；所述的第一阻擋刷的刷絲直徑大于第二阻擋刷的刷絲直徑；

7、所述的強化密封單元包括強化密封筒，所述的組合密封筒后端與強化密封筒前端固定連接；所述的強化密封筒前部設(shè)置有高壓氣射流裝置，所述的高壓氣射流裝置的噴嘴密封進入強化密封筒內(nèi)部；

8、所述的強化密封筒內(nèi)前部由前至后依次設(shè)置有高壓氣射流密封圈和強化密封定位擋圈；所述的高壓氣射流密封圈位于高壓氣射流裝置的噴嘴后方；

9、所述的強化密封筒后部開設(shè)有第二煤塵排出口；所述的強化密封筒后部還設(shè)置有高壓水噴霧裝置，所述的高壓水噴霧裝置的噴嘴密封進入強化密封筒內(nèi)部。

10、本發(fā)明還具有以下特征：

11、進一步地，所述的組合密封筒內(nèi)支撐環(huán)的前端設(shè)置有定位擋圈。

12、進一步地，所述的支撐環(huán)與刷式硬密封環(huán)之間、刷式硬密封環(huán)與刷式軟密封環(huán)之間、刷式軟密封環(huán)和密封阻擋環(huán)之間均設(shè)置有調(diào)整環(huán)。

13、進一步地，所述的組合密封筒與強化密封筒法蘭連接；所述的強化密封筒與組合密封筒之間的法蘭內(nèi)部設(shè)置有密封壓緊接頭。

14、進一步地，所述的組合密封筒上設(shè)置有第一粉塵濃度傳感器；

15、所述的強化密封筒上設(shè)置有第二粉塵濃度傳感器。

16、進一步地，還包括控制系統(tǒng)；

17、所述的控制系統(tǒng)與第一粉塵濃度傳感器、第二粉塵濃度傳感器、高壓水噴霧裝置和高壓氣射流裝置分別連接。

18、進一步地，所述的第一阻擋刷和第二阻擋刷的刷絲均為金屬材質(zhì)。

19、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

20、本發(fā)明的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置解決了氣動定向鉆進異型鉆具孔口密封困難的技術(shù)問題。采用多級組合密封和主動強化密封的創(chuàng)新方式，保證了異型鉆具滑動和回轉(zhuǎn)復(fù)合工況條件下的孔口密封效果，顯著提升了氣動定向鉆進孔口裝置的密封性和適用性。相比現(xiàn)有孔口裝置，大幅度降低了煤塵從孔口裝置向鉆場的外泄量，顯著改善了氣動定向鉆進鉆場的作業(yè)環(huán)境，有力保障了施工人員人身健康和安全。

技術(shù)特征：

1.一種氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，包括首尾固定連接的組合密封單元和強化密封單元；

2.如權(quán)利要求1所述的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，所述的組合密封筒(1)內(nèi)支撐環(huán)(4)的前端設(shè)置有定位擋圈(14)。

3.如權(quán)利要求1所述的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，所述的支撐環(huán)(4)與刷式硬密封環(huán)(5)之間、刷式硬密封環(huán)(5)與刷式軟密封環(huán)(6)之間、刷式軟密封環(huán)(6)和密封阻擋環(huán)(7)之間均設(shè)置有調(diào)整環(huán)(15)。

4.如權(quán)利要求1所述的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，所述的組合密封筒(1)與強化密封筒(8)法蘭連接；所述的強化密封筒(8)與組合密封筒(1)之間的法蘭內(nèi)部設(shè)置有密封壓緊接頭(16)。

5.如權(quán)利要求1所述的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，所述的組合密封筒(1)上設(shè)置有第一粉塵濃度傳感器(17)；

6.如權(quán)利要求5所述的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)(19)；

7.如權(quán)利要求1所述的氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置，其特征在于，所述的第一阻擋刷(501)和第二阻擋刷(601)的刷絲均為金屬材質(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氣動定向鉆進異型鉆具主動組合密封孔口裝置解決了氣動定向鉆進異型鉆具孔口密封困難的技術(shù)問題。采用多級組合密封和主動強化密封的創(chuàng)新方式，保證了異型鉆具滑動和回轉(zhuǎn)復(fù)合工況條件下的孔口密封效果，顯著提升了氣動定向鉆進孔口裝置的密封性和適用性。相比現(xiàn)有孔口裝置，大幅度降低了煤塵從孔口裝置向鉆場的外泄量，顯著改善了氣動定向鉆進鉆場的作業(yè)環(huán)境，有力保障了施工人員人身健康和安全。

技術(shù)研發(fā)人員：褚志偉,李泉新,陳龍,王云宏,張冀冠,陳翔,方俊,王博,閆文超,趙建國
受保護的技術(shù)使用者：中煤科工西安研究院（集團）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9