[實用新型]冰川鉆探的鉆頭

有效

• 申請號: 201320352607.7
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN203334961U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 杜文濤;秦翔;劉宇碩;朱榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: E21B10/00
• 分類號: E21B10/00
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本實用新型屬于汽油冰川花桿鉆的鉆頭，是冰川物質平衡野觀測作業點布設中使用的儀器配件，屬于機械領域。

背景技術

冰川/冰蓋作為氣候變化的指示器，儲存了全球淡水資源的75％，是氣候變化及干旱區水文水資源研究的關注熱點，具有重要的科學價值和社會意義。作為描述冰川特征和衡量冰川變化最基本的物理量，冰川物質平衡是聯系大氣圈-冰凍圈-水圈相互作用的關鍵要素。研究物質平衡變化及其與氣候、水文間的關系亦成為最為當前氣候、海洋、冰凍圈等學科關注的熱點領域，也是國際“氣候與冰凍圈研究計劃”（CliC）、“全球變化與陸地生態計劃”（LUCC）及中“國際冰川協會”（IGS）優先考慮的關鍵科學問題之一。花桿法是冰川學中物質平衡測量最傳統、最基本的方法，也是最耗時、耗力、耗人的野外環節。在冰川上均勻布設和補充花桿，特別是對于半定位、定位監測的冰川，能高效、快捷且較少人參與的布置多根深度在3m左右（對于一般冰川而言，年消融量<3000mm.w.e.a）的花桿，是連續、均勻獲取冰川物質平衡的關鍵所在。

目前，在山地冰川上多使用產生高壓水蒸氣的蒸汽鉆鉆取花桿孔。這種高壓水蒸氣的蒸汽鉆存在負重大、操作時間長、操作人員多，危險性較高等一些不足。汽油冰川鉆的實用新型?，有效的克服了上述的不足。然而，這些鉆的設計本身還存在一定問題，有待改進優化。例如其強勁的汽油動力，在冰面這樣粗糙度較低的界面上垂直鉆取，其安全性有待提升；此外，冰體中存在的碎石也有可能成為阻滯冰孔鉆取的不利因素。因此，研制一種安全性高、能夠破碎巖石、鉆取強度大的鉆頭很有必要。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種冰川鉆探的鉆頭。該鉆頭在用于冰孔鉆取作業時，具有安全、穩定、破碎巖石能力強的特點。

本實用新型?的目的是通過以下技術方案來實現：

一種冰川鉆探的鉆頭，主要包括：鉆頭與鉆桿的銜接處、鉆身、三位刀頭、鉆身底部螺旋觸面、上層刀頭和下層刀頭。鉆頭與鉆桿的銜接處與上層刀頭連接，上層刀頭居于鉆身內，鉆身呈筒體，筒體下部有三位刀頭和鉆身底部螺旋觸面，三位刀頭與鉆身底部螺旋觸面之間的夾角為45°，三位刀頭在筒體底部呈120°等距間隔。下層刀頭居于筒體內下部與筒壁連接，并與筒壁呈135°夾角，下層刀頭所在平面與上層刀頭所在平面相互交錯。?

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1、?????????三位刀頭采用高強度鋼軌硬質合金材質制作，提升了破碎巖石的能力。該三位刀頭在筒體底面以120°等間距分布，保證了光滑面鉆孔作業的穩定性和安全性。??

2、三位刀頭與螺旋觸面呈45°夾角，從力學角度最大程度傳遞了垂直鉆取作用力。

3、??????????圓筒鉆身設計保證鉆孔的孔徑，同時增強了碎冰的抽離能力。

4、圓筒鉆身內部的下層刀頭與上層刀頭交錯設計，一方面實現了一定空間內的多碎冰觸面，另一方面，也保證了下層鉆刀毀壞的情形下上層刀頭繼續破冰。圓筒鉆身、上層刀頭和下層刀頭相互配合，增強了碎冰在垂直向方向上的抽離能力。

5、本實用新型提高了冰川鉆探的效率，為氣候變化及干旱區水文水資源研究提供了器械支撐。

附圖說明

圖1是本實用新型的鉆身示意圖。

圖2是圖1中A-A面的俯視圖。

圖3是圖1中B-B面的仰視圖。

圖4是圖1中側視圖。

圖5是鉆頭與鉆桿連接圖。

圖中：1、鉆頭；2、鉆身；3、三位刀頭；?4、鉆身底部螺旋觸面；5、上層刀頭；6、下層刀頭。

具體實施方式

下面，結合附圖，對本實用新型?的技術方案再作進一步的說明：

如圖1-5所示，一種冰川鉆探的鉆頭，主要包括：鉆頭與鉆桿的銜接處1、鉆身2、三位刀頭3、鉆身底部螺旋觸面4、上層刀頭5和下層刀頭6。鉆頭與鉆桿的銜接處1與上層刀頭5連接，上層刀頭5置放于鉆身2內，鉆身2呈筒體，筒體下部由三位刀頭3和鉆身底部螺旋觸面4圍成。三位刀頭3與鉆身底部螺旋觸面4之間的夾角為45°，三位刀頭3在筒體底部呈120°等距間隔。下層刀頭6位于筒體內下部與筒壁連接，并與筒壁呈135°夾角，下層刀頭6所在平面與上層刀頭5所在平面相互交錯。

在鉆取過程中，鉆頭與鉆桿連接，鉆身2底部的三位刀頭3接觸雪冰面，鉆身底部螺旋觸面4沿旋轉方向，接觸雪冰面，內置下層刀頭６和內置上層刀頭5先后觸冰破冰，同時在旋轉的過程中有效地將碎冰攜帶抽離出鉆身2，并沿螺旋鉆桿抽離。上層刀頭5；下層刀頭6采用高強度鋼軌硬質合金材質制作，在鉆取過程中有效處理遭遇碎石的突發情況。