一种井下煤层水力切缝装置、切缝系统及切缝方法与流程

1.本发明属于煤炭开采技术领域，特别涉及一种井下煤层水力切缝装置、切缝系统及切缝方法。


背景技术：

2.随着开采深度的不断增加，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井不断增多，钻孔预抽作为卸压增透措施被广泛应用于高瓦斯、突出矿井；钻孔预抽煤层瓦斯主要依靠煤层内部固有裂隙，通过钻孔将瓦斯抽出，但抽采效率低且影响范围有限，为达到抽采标准，往往采取加大抽采时长、抽采钻孔数量增加等措施；为降低煤层应力、提高瓦斯抽采效率，寻找有效的煤层增透技术显得尤为重要。
3.水力扩孔、高压水力割缝作为一种卸压增透措施被广泛应用，但目前已有且成熟应用的水力扩孔及割缝装置工作压力普遍为30-50mpa，对于坚固系数较大的硬煤层，例如坚固系数大于1.0的硬煤层仍达不到理想增透效果；且目前已有的割缝器结构都比较复杂，功能单一，无法满足低压钻孔排渣、中压扩孔、高压割缝等一体化功能；当无法及时排出煤渣时，容易导致卡钻现象，割缝效率差。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种井下煤层水力切缝装置、切缝系统及切缝方法，以解决现有的割缝器结构复杂，无法满足低压钻孔、中压扩孔及高压割缝的一体化功能的技术问题。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.本发明提供了一种井下煤层水力切缝装置，包括钻进机构、压力切换机构及割缝机构；所述压力切换机构的一端与所述钻进机构相连，所述压力切换机构的另一端与所述割缝机构相连；
7.所述割缝机构，包括切缝器壳体，所述切缝器壳体的前端与所述压力切换机构相连，所述切缝器壳体的末端用于与钻杆相连；所述切缝器壳体的中心设置有第一流体通道，所述切缝器壳体的中部开设有水射流孔；
8.所述压力切换机构，包括套筒、连接杆及压塞；所述套筒为中空的圆柱型套筒结构；所述钻进机构安装在所述套筒的前端，所述连接杆的前端滑动装配在所述套筒内；所述连接杆的末端延伸至所述套筒的末端外侧，并与所述切缝器壳体的前端固定；
9.其中，所述连接杆的中心设置有第二流体通道，所述第二流体通道与所述第一流体通道贯通；所述压塞设置在所述第二流体通道内，且能够与所述第二流体通道的出口端接合；所述套筒的前端内壁中心设置有限位件；所述限位件的一端与所述套筒的前端内壁中心固定连接，所述限位件的另一端延伸至所述第二流体通道的出口端预设位置处。
10.进一步的，所述钻进机构包括pdc合金钻头；所述pdc合金钻头安装在所述套筒的前端；所述套筒的前端圆周上设置有钻头定位孔；所述钻头定位孔内设置有钻头定位销，所
述钻头定位销的一端与所述pdc合金钻头相连，所述钻头定位销的另一端与所述套筒相连；其中，所述钻头定位销与所述pdc合金钻头之间还设置有钻头销弹簧。
11.进一步的，所述水射流孔为蜂窝状的射流通道；所述水射流孔处安装有射流喷嘴。
12.进一步的，所述射流喷嘴采用扩孔喷嘴或割缝喷嘴；所述射流喷嘴的内部流道为圆锥型流道、圆锥形-直线型流道或曲线型流道。
13.进一步的，所述套筒的圆周上均匀设置有若干排渣孔；所述排渣孔靠近所述钻进机构一端设置。
14.进一步的，所述连接杆为t型台阶圆柱杆件结构，包括第一连接杆段及第二连接杆段；
15.所述第一连接杆段滑动设置在所述套筒内，所述第二连接杆段的前端与所述第一连接杆段的末端相连，所述第二连接杆段的末端延伸至所述套筒的末端外侧，并与所述切缝器壳体的前端相连；
16.所述第二流体通道，包括相互贯通的第一通道段和第二通道段；所述第一通道段通长设置在所述第一连接杆段中心，所述第二通道段通长设置在所述第二连接杆段中心；所述压塞设置在所述第二通道段内，所述压塞的前端能够与所述第一通道段的进口端接合。
17.进一步的，所述第一通道段的进口端为圆锥形开口；所述压塞的前端为圆台部，所述压塞的后端为圆柱部；所述圆台部的外形结构与所述圆锥形开口的外形结构相匹配；所述圆柱部的外侧圆周上设置有若干半圆形流道，所述半圆形流道沿所述圆柱部的径向平行分布。
18.进一步的，所述套筒的末端设置有套筒盖；所述套筒的中心设置有中心开孔，所述连接杆的末端贯穿所述中心开孔设置；其中，所述连接杆的前端外径大于所述中心开孔的孔径。
19.本发明还提供了一种井下煤层水力切缝系统，包括水箱、泵组单元、高压水管、水辫、钻机、钻杆及水力切缝器；
20.所述泵组单元的进水口与所述水箱相连，所述泵组单元的出水口与所述高压水管的一端相连，所述高压水管的另一端通过水辫与钻杆的末端相连；所述钻杆安装在所述钻机上，所述水力切缝器安装在所述钻杆的前端；
21.所述水力切缝器采用所述的井下煤层水力切缝装置；其中，所述井下煤层水力切缝装置中的切缝器壳体的末端与所述钻杆的前端相连。
22.本发明还提供了一种井下煤层水力切缝方法，利用所述的一种井下煤层水力切缝系统，具体如下：
23.通过调整泵组单元的输出水流压力，调节所述压塞与所述第二流体通道的出口端的接合度，进而控制所述第二流体通道的开闭，实现低压钻进、中压扩孔及高压割缝的功能；
24.其中，当泵组单元的输出水流压力低于10mpa时，所述连接杆的前端在所述套筒内向所述钻进机构一端滑移靠近，在所述限位杆的作用下限制所述压塞与所述第二流体通道出口端接合，以使所述第二流体通道开启，实现低压钻进的功能；
25.当泵组单元的输出水流压力为10-30mpa时，所述连接杆的前端在所述套筒内向远
离所述钻进机构一端滑移；所述压塞在水流压力的作用下与所述第二流体通道出口端接合，以使所述第二流体通道关闭，此时水流通过所述切缝器壳体上的水流射孔径向射出，实现中压扩孔的功能；
26.当泵组单元的输出水流压力为30-100mpa时，所述压塞在水流压力的作用下与所述第二流体通道出口端紧密接合，水流通过所述切缝器壳体上的水流射孔径向射出的压力增大，满足煤层割缝要求，实现割缝功能。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
28.本发明提供了一种井下煤层水力切缝装置、切缝系统及切缝方法，通过在钻机机构与割缝机构之间设置压力切换机构；在压力切换机构中，通过调节压塞与连接杆中第二流体通道出口端的接合程度，实现对水流压力的调节，满足钻进、扩孔及割缝的一体化工作；装置结构简单，操作方便，工作效率较高，实现煤层快速卸压增透的目标。
29.进一步的，钻进机构采用pdc合金钻头，并利用钻头定位销及钻头销弹簧将pdc合金钻头安装在套筒的前端，确保了钻头的稳定性和可靠性。
30.进一步的，将水射流孔设计为蜂窝状的射流通道，能够有效增强高压水流的流率比，实现二次增压的目的。
31.进一步的，射流喷嘴采用扩孔喷嘴或割缝喷嘴，能够匹配不同压力下切缝装置的工作状态；将射流喷嘴的内部流道设计为圆锥型流道、圆锥形-直线型流道或曲线型流道，利用不同的流道结构，实现不同的射流密集性能。
32.进一步的，通过在套筒的圆周上设置若干排渣孔，当压塞与第二流体通道的出口端分离时，第二流体通道开启，水流能够从排渣孔流出，实现冷却钻头和排渣功能。
33.进一步的，通过在套筒的末端设置套筒盖，利用套筒盖实现对连接杆的限位功能，确保了装置结构的可靠性。
附图说明
34.图1为实施例1中水力切缝装置的整体结构示意图；
35.图2为实施例1中水力切缝装置的剖视图；
36.图3为实施例2中水力切缝系统的结构示意图。
37.其中，1 pdc合金钻头，2钻头定位销，3钻头销弹簧，4套筒，5连接杆，6压塞，7套筒盖，8挡圈，9射流喷嘴，10密封圈，11切缝器壳体，12水箱，13泵组单元，14高压水管，15水辫，16钻机，17钻杆，18水力切缝器，19排渣孔，20限位件。
具体实施方式
38.为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.本发明提供了一种井下煤层水力切缝装置，所述井下煤层水力切缝装置安装在钻杆17的前端；所述井下煤层水力切缝装置，包括依次相连的钻进机构、压力切换机构及割缝机构；所述压力切换机构的前端与所述钻进机构相连，所述压力切换机构的末端与所述割缝机构的前端相连，所述割缝机构的末端与所述钻杆17相连。
40.所述钻进机构，包括pdc合金钻头1，所述pdc合金钻头1安装在所述压力切换机构的前端。
41.所述割缝机构，包括切缝器壳体11及射流喷嘴9；所述切缝器壳体11的前端与压力切换机构中连接杆5的末端相连，所述切缝器壳体11的末端用于与钻杆17相连；所述切缝器壳体11的中心设置有第一流体通道，所述切缝器壳体11的中部开设有水射流孔；其中，所述水射流孔为蜂窝状的射流通道，所述水射流孔处安装有射流喷嘴9；所述所述射流喷嘴9采用扩孔喷嘴或割缝喷嘴；所述射流喷嘴9的内部流道为圆锥型流道、圆锥形-直线型流道或曲线型流道。
42.所述压力切换机构，包括套筒4、连接杆5、压塞6及套筒盖7；所述套筒4为中空的圆柱型套筒结构，所述pdc合金钻头1安装在所述套筒4的前端；所述套筒4的前端圆周上设置有钻头定位孔；所述钻头定位孔内设置有钻头定位销2，所述钻头定位销2的一端与所述pdc合金钻头1相连，所述钻头定位销2的另一端与所述套筒4相连；其中，所述钻头定位销2与所述pdc合金钻头1之间还设置有钻头销弹簧3。
43.所述连接杆5的前端滑动装配在所述套筒4内；所述连接杆5的末端延伸至所述套筒4的末端外侧，并与所述割缝机构的前端相连；所述连接杆5的中心设置有第二流体通道，所述第二流体通道与所述第一流体通道贯通，所述压塞6设置在所述第二流体通道内，且能够与所述第二流体通道的出口端接合；所述套筒4的前端内壁中心设置有限位件20；其中，所述限位件20的一端与所述套筒4的前端内壁中心固定，所述限位件20的另一端延伸至所述第二流体通道的出口端预设位置处；所述套筒盖7的中心设置有中心开孔，所述连接杆5的末端贯穿所述中心开孔设置；其中，所述连接杆5的前端外径大于所述中心开孔的孔径。
44.本发明中，所述套筒4的圆周上均匀设置有若干排渣孔19；所述排渣孔19靠近所述钻进机构一端设置；通过在套筒4的圆周上设置若干排渣孔19，当压塞6与第二流体通道的出口端分离时，第二流体通道开启，水流能够从排渣孔流出，实现冷却钻头和排渣功能。
45.本发明中，所述连接杆5为t型台阶圆柱杆件结构，包括第一连接杆段及第二连接杆段；所述第一连接杆段滑动设置在所述套筒4内，所述第二连接杆段的前端与所述第一连接杆段的末端相连，所述第二连接杆段的末端延伸至所述套筒4的末端外侧，并与所述切缝器壳体11的前端相连；所述第二流体通道，包括相互贯通的第一通道段和第二通道段；所述第一通道段通长设置在所述第一连接杆段中心，所述第二通道段通长设置在所述第二连接杆段中心；所述压塞6设置在所述第二通道段内，所述压塞6的前端能够与所述第一通道段的进口端接合；所述第一通道段的进口端为圆锥形开口；所述压塞6的前端为圆台部，所述压塞6的后端为圆柱部；所述圆台部的外形结构与所述圆锥形开口的外形结构相匹配；所述圆柱部的外侧圆周上设置有若干半圆形流道，所述半圆形流道沿所述圆柱部的径向平行分布。
46.本发明还提供了一种井下煤层水力切缝系统，包括水箱12、泵组单元13、高压水管14、水辫15、钻机16、钻杆17及水力切缝器18；所述泵组单元13的进水口与所述水箱12相连，所述泵组单元13的出水口与所述高压水管14的一端相连，所述高压水管14的另一端通过水辫15与钻杆17的末端相连；所述钻杆17安装在所述钻机16上，所述水力切缝器18安装在所述钻杆17的前端；其中，所述水力切缝器18采用所述的井下煤层水力切缝装置，所述井下煤层水力切缝装置中的切缝器壳体11的末端与所述钻杆17的前端相连。
47.本发明还提供了一种井下煤层水力切缝方法，通过调整泵组单元13的输出水流压力，调节所述压塞6与所述第二流体通道的出口端的接合度，进而控制所述第二流体通道的开闭，实现低压钻进、中压扩孔及高压割缝的功能；具体如下：
48.当泵组单元13的输出水流压力低于10mpa时，所述连接杆5的前端在所述套筒4内向所述钻进机构一端滑移靠近，在所述限位杆20的作用下限制所述压塞6与所述第二流体通道出口端接合，以使所述第二流体通道开启，实现低压钻进的功能。
49.当泵组单元13的输出水流压力为10-30mpa时，所述连接杆5的前端在所述套筒4内向远离所述钻进机构一端滑移；所述压塞6在水流压力的作用下与所述第二流体通道出口端接合，以使所述第二流体通道关闭，此时水流通过所述切缝器壳体11上的水流射孔径向射出，实现中压扩孔的功能。
50.当泵组单元13的输出水流压力为30-100mpa时，所述压塞6在水流压力的作用下与所述第二流体通道出口端紧密接合，水流通过所述切缝器壳体11上的水流射孔径向射出的压力增大，满足煤层割缝要求，实现割缝功能。
51.本发明所述的井下煤层水力切缝装置、切缝系统及切缝方法，通过依次相连的钻进机构、压力切换机构及割缝机构，并将割缝机构与钻杆相连，调节压力切换机构中的压塞与连接杆中第二流体通道出口端的接合程度，实现低压煤层钻孔、排渣，而且在退钻的过程中利用高压水射流对煤层进行扩孔及切缝，有效解决煤矿瓦斯预抽采效率低，煤体泄压、增透能力差，瓦斯难以释放的问题；所述井下煤层水力切缝装置为一种井下煤层钻、扩、割一体化高低压水力切缝器，将低压钻孔、中压扩孔、高压割缝相结合，能够有效增大煤体暴露面积，煤体内部裂隙增加，使其充分卸压、增透，改善了瓦斯释放的难易程度，提高了钻孔的有效影响范围，瓦斯抽采率显著提高，大大减少了抽采钻孔施工量。
52.实施例1
53.如附图1-2所示，本实施例1提供了一种井下煤层水力切缝装置，包括钻进机构、压力切换机构及割缝机构；所述钻进机构安装在所述压力切换机构的前端，所述压力切换机构的末端与所述割缝机构的前端相连，所述割缝机构的末端能够与钻杆相连。
54.本实施例1中，所述钻进机构，包括pdc合金钻头1；所述pdc合金钻头1安装在所述压力切换机构的前端；所述pdc合金钻头1上设置有三片刀片，所述三片刀片沿圆周三等分分布；所述pdc合金钻头1利用钻头定位销2及钻头销弹簧3固定在所述压力切换机构中的套筒前端。
55.本实施例1中，所述压力切换机构，包括套筒4、连接杆5、压塞6及套筒盖7；所述套筒4为中空的圆柱型套筒结构，所述pdc合金钻头安装在所述套筒4的前端，所述套筒4的前端圆周上设置有钻头定位孔；所述钻头定位孔内设置有钻头定位销2，所述钻头定位销2的一端与所述pdc合金钻头1相连，所述钻头定位销2的另一端与所述套筒4相连；其中，所述钻头定位销2与所述pdc合金钻头1之间还设置有钻头销弹簧3；所述套筒4的圆周上均匀设置有若干排渣孔19，所述排渣孔19靠近所述钻进机构一端设置；所述排渣孔19的一端与所述套筒4的内腔连通，所述排渣孔19的另一端与外界连通。
56.所述连接杆5的前端滑动装配在所述套筒4内；所述连接杆5的末端延伸至所述套筒4的末端外侧，并与所述割缝机构的前端相连；所述连接杆5为t型台阶圆柱空腔结构，包括同轴线设置的第一连接杆段及第二连接杆段；所述第一连接杆段位于所述连接杆5的前
端，所述第二连接杆段位于所述连接杆5的末端；所述第一连接杆段的横截面为圆形结构，所述第二连接杆段的横截面为圆形结构，且所述第一连接杆段的直径大于所述第二连接杆段的直径；所述第一连接杆段的直径与所述套筒4的内径相匹配，所述第二连接杆段的直径小于所述套筒4的内径尺寸；所述第一连接杆段滑动设置在所述套筒4内，所述第二连接杆段的前端与所述第一连接杆段的末端相连，所述第二连接杆段的末端延伸至所述套筒4的末端外侧，并与所述切缝机构的前端相连。
57.所述连接杆5的中心设置有第二流体通道；所述第二流体通道，包括相互贯通的第一通道段和第二通道段；所述第一通道段通长设置在所述第一连接杆段中心，所述第二通道段通长设置在所述第二连接杆段中心；所述压塞6设置在所述第二通道段内，所述压塞6的前端能够与所述第一通道段的进口端接合；所述第一通道段的进口端为圆锥形开口；所述压塞6的前端为圆台部，所述压塞6的后端为圆柱部；所述圆台部的外形结构与所述圆锥形开口的外形结构相匹配；所述圆柱部的外侧圆周上设置有若干半圆形流道，所述半圆形流道沿所述圆柱部的径向平行分布。
58.所述套筒4的前端内壁中心设置有限位件20；其中，所述限位件20的一端与所述套筒4的前端内壁中心固定，所述限位件20的另一端延伸至所述第二流体通道的出口端预设位置处；所述套筒盖7的中心设置有中心开孔，所述连接杆5的末端贯穿所述中心开孔设置；其中，所述连接杆5的前端外径大于所述中心开孔的孔径。
59.所述套筒盖7的中心设置有中心开孔，所述连接杆5的末端贯穿所述中心开孔设置；其中，所述连接杆5的前端外径大于所述中心开孔的孔径；所述套筒盖7的内侧设置有台阶结构，所述台阶结构靠近所述套筒4的末端一侧设置，所述台阶结构与所述套筒4的末端采用螺纹固定相连。
60.本实施例1中，将所述连接杆设计为t型台阶圆柱空腔结构，所述连接杆的内部空腔作为第二流体通道；所述第二流体通道内能够安装用于压力切换的压塞6；所述压塞6采用圆台部与圆柱部相结合的组合体结构，通过在圆柱部的圆周上径向设置若干半圆流道，能够有效减小水流阻力；所述压塞6的前端，即圆台部的外部轮廓与所述第一通道段的进口端的内部横截面轮廓相匹配设计；通过调节进入所述第二流体通道内的水流压力，实现所述压塞6与所述连接杆5的第二流体通道出口端横截面的接合度的控制，进而控制第二流体通道的开闭来实现低压钻进、中压扩孔和高压割缝的功能；将所述连接杆5滑动装配于所述套筒4中，并能够沿所述套筒4的内腔轴向滑动，并且通过套筒盖7的内侧台阶结构与所述连接杆5前端的第一连接杆段的配合达到滑移限位的作用，进而满足压力切换机构功能的实现。
61.本实施例1中，所述割缝机构，包括切缝器壳体11及射流喷嘴9；所述切缝器壳体11的前端与所述连接杆5的末端相连，所述切缝器壳体11的末端用于与钻杆相连；所述切缝器壳体11的末端连接钻杆，所述切缝器壳体11的前端与连接杆5之间采用螺纹连接或焊接固定进行；所述切缝器壳体11的中心设置有第一流体通道，所述切缝器壳体11的中部开设有水射流孔；所述水流通过所述水射流孔时，能够实现高压水力割缝，增加煤层裂隙，达到煤层增透泄压的目的；所述切缝器壳体11的中部表面开设有喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔与所述水射流孔相连，所述射流喷嘴9安装在所述喷嘴安装孔内，并通过挡圈8与所述切缝器壳体11固定相连；其中，所述射流喷嘴9与所述喷嘴安装孔的接触面之间设置有o型密封圈
10；所述水射流孔为蜂窝状的射流通道，以增大射流压力；所述所述射流喷嘴9采用扩孔喷嘴或割缝喷嘴，扩孔喷嘴和割缝喷嘴的两种结构形式，可相互替换，满足不同压力下割缝器的工作状态；优选的，所述扩孔喷嘴和割缝喷嘴均为硬质合金材料；所述射流喷嘴9的内部流道为圆锥型流道、圆锥形-直线型流道或曲线型流道，不同的流道结构射流密集性能不同；其中，所述射流喷嘴9的工作状态主要依靠切换机构来实现。
62.工作原理：
63.本实施例1所述的井下煤层水力切缝装置，所述压力切换机构包括套筒4、连接杆5、压塞6及套筒盖7，所述连接杆5为t型台阶圆柱空腔结构，内部空腔可安装用于压力切换的压塞6；所述压塞6为圆柱部和圆台部的组合结构，圆柱部的径向侧面开设有若干半圆流道，可减小水流阻力；通过调整压塞6与连接杆5前端t型台阶内部横断面的接合度，进而控制第二水流通道的开闭来实现低压钻进、中压扩孔和高压割缝的功能；即，当水流压力低于10mpa时，连接杆5在套筒4内向pdc合金钻头1滑移靠近，限位件20能够限制压塞6与连接杆5前端t型台阶内部横断面配合，保证第二水流通道开启，实现冷却钻头和排渣功能；当水压在10-30mpa之间时，压塞6在水流压力的作用下与连接杆5前端t型台阶内部横断面配合，同时连接杆5远离套筒4，进而关闭第二水流通道，此时水流通过射流喷嘴9径向射出，开始扩孔工作；当水压达到100mpa左右时，此时水流水压更大，此时第二水流通道闭合的更完全，射流喷嘴9处的水射流压力能力更强，满足割缝要求；同时，通过将所述套筒4的前端与pdc合金钻头1连接，并在所述套筒4的圆周上开设有排渣孔19，所述套筒4的后端与套筒盖7螺接相连，通过连接杆5在套筒4的滑移达到低压钻孔时水流冷却pdc合金钻头1和排渣的目的。
64.实施例2
65.如附图3所示，本实施例2提供了一种井下煤层水力切缝系统，包括水箱12、泵组单元13、高压水管14、水辫15、钻机16、钻杆17及水力切缝器18；所述水箱12内储存有水，作为所述井下煤层水力切缝系统的水源；所述泵组单元13的进水口与所述水箱12相连，所述泵组单元13的出水口与所述高压水管14的一端相连，所述高压水管14的另一端通过水辫15与钻杆17的末端相连；所述钻杆17安装在所述钻机16上，所述水力切缝器18安装在所述钻杆17的前端；其中，所述水力切缝器18采用所述的井下煤层水力切缝装置，所述井下煤层水力切缝装置中的切缝器壳体11的末端与所述钻杆17的前端相连。
66.切缝方法及工作原理：
67.本实施例2中，所述水力切缝器18应用于煤层快速卸压增透装置之后，钻杆17安装于钻机16并由钻机带动旋转，高压水管14通过水辫15连接于钻杆17后端；泵组单元13连接于水箱12与高压水管14之间用于提供高压射流水；钻杆17为中空结构；通过调整泵组单元13的水流压力，控制水力切缝器18内部的压力切换机构实现低压钻进、中压扩孔和高压割缝的功能。
68.具体的，当泵组单元13的输出水流压力低于10mpa时，所述连接杆5的前端在所述套筒4内向所述钻进机构一端滑移靠近，在所述限位杆20的作用下限制所述压塞6与所述第二流体通道出口端接合，以使所述第二流体通道开启，实现低压钻进的功能。
69.当泵组单元13的输出水流压力为10-30mpa时，所述连接杆5的前端在所述套筒4内向远离所述钻进机构一端滑移；所述压塞6在水流压力的作用下与所述第二流体通道出口
端接合，以使所述第二流体通道关闭，此时水流通过所述切缝器壳体11上的水流射孔径向射出，实现中压扩孔的功能。
70.当泵组单元13的输出水流压力为30-100mpa时，所述压塞6在水流压力的作用下与所述第二流体通道出口端紧密接合，水流通过所述切缝器壳体11上的水流射孔径向射出的压力增大，满足煤层割缝要求，实现割缝功能。
71.本实施例2中，高压水通过射流喷嘴射出，对煤层进行冲刷、剥离或切割；钻杆17及水力切缝器18在钻机16的带动下旋转，钻孔结束后不退出钻杆即可实现煤孔段松软煤层扩孔、硬质煤层割缝卸压增透的目标。
72.本发明所述的井下煤层水力切缝装置、切缝系统及切缝方法，实现将低压钻孔、中压扩孔及高压割缝的功能相结合，实现钻进、扩孔及割缝的一体化工作；所述水力切缝装置中通过设置压力切换机构，在正常钻进时，移动切缝器壳体，缩减切缝器壳体壳体与套筒的距离，使所述限位件将压塞顶住，防止压塞端面与连接杆的前端t型台阶内部横断面接合，保证低压水可顺利通过连接杆内的第二流体通道，达到排渣及冷却钻头的效果；水压增高后，高压水推动压塞与连接杆的前端t型台阶内部横断面完全接合，从而封闭低压水通道，使水流从切缝器壳体的水射流孔及射流喷嘴的内部通道射出进行水力割缝，割缝完成后水压降低，低压通道打开，开始进行正常的钻孔和退钻操作；装置结构简单，操作方便、效率高，使用效果显著，具有广泛的推广应用价值。
73.上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。