[實用新型]一種嵌固仿生噴嘴的多級擴(kuò)孔鉆具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520127992.4
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN204476279U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫繼偉;裴向軍;陳禮儀;杜野;楊華陽;張佳興
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: E21B10/26
• 分類號: E21B10/26;E21B10/61
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 劉洵

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種嵌固仿生噴嘴的多級擴(kuò)孔鉆具。

背景技術(shù)

注漿(Injection?Grout),又稱為灌漿(Grouting)，它是使用壓送設(shè)備(如注漿泵等)將由若干材料按照一定比例配置而成的漿液灌入地質(zhì)體(巖土體)結(jié)構(gòu)面的縫隙或孔隙內(nèi)，并使其擴(kuò)散、膠凝或固化以達(dá)到加固地質(zhì)體(巖土體)或防滲堵漏的目的。注漿依據(jù)注漿壓力可分為靜壓注漿和高壓噴射注漿兩大類，目前已廣泛應(yīng)用于水利水電、礦山、交通、建筑等工程領(lǐng)域的巖土加固防滲及地質(zhì)災(zāi)害治理等諸多方面。對于注漿施工、錨桿/錨索施工、鉆孔灌注樁施工，以及天然氣水合物、油頁巖、頁巖氣、石油/天然氣、地下水等的勘探或開采而言，通常采取的工藝流程的第一步都是按要求鉆成一定規(guī)格的孔(井)，從而為后續(xù)向巖土體中注入漿液、插入錨桿/錨索、下放鋼筋籠澆筑成樁，或是下入相適宜的勘探或開采裝備等做準(zhǔn)備。在實施鉆孔的過程中，有時可能會因一些不可預(yù)見的因素(如：由于鉆遇復(fù)雜地層使得孔壁不穩(wěn)定而導(dǎo)致出現(xiàn)鉆孔縮徑、坍塌等)；或是由于甲方臨時變更鉆孔設(shè)計的要求，為了滿足甲方提出的鉆孔設(shè)計要求，就需要對先前已鉆成的小徑鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔以增大其孔徑，這就需要用到擴(kuò)孔器(或稱為擴(kuò)孔鉆頭)及與之相適宜的擴(kuò)孔鉆進(jìn)工藝方法。目前采用的擴(kuò)孔鉆進(jìn)方法，主要是依靠鉆機帶動鉆具回轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)的，該方法獲得的鉆進(jìn)效率和現(xiàn)有擴(kuò)孔器的切削碎巖能力均有限。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種嵌固仿生噴嘴的多級擴(kuò)孔鉆具，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種嵌固仿生噴嘴的多級擴(kuò)孔鉆具，其包括擴(kuò)孔導(dǎo)向器、多級擴(kuò)孔器和沖擊器；所述多級擴(kuò)孔器的一端與所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器的一端之間通過螺紋密封連接，所述多級擴(kuò)孔器的另一端與所述沖擊器的一端之間通過螺紋密封連接；所述多級擴(kuò)孔器包括鉆頭本體、切削環(huán)；所述鉆頭本體內(nèi)部設(shè)有貫通整個所述鉆頭本體的中心通道；所述切削環(huán)設(shè)為多級(多層)，多級所述切削環(huán)設(shè)置在所述鉆頭本體的中部，且多級所述切削環(huán)的切削直徑沿擴(kuò)孔作業(yè)的方向遞減；每級所述切削環(huán)由沿所述鉆頭本體的周向均勻布設(shè)的多個切削單元組成；每級所述切削環(huán)中相鄰的所述切削單元之間設(shè)有用于將所述鉆頭本體內(nèi)部以正循環(huán)方式不斷循環(huán)著的有壓漿液排出的傾斜狀的貫通孔；至少有一個所述貫通孔的出口端嵌固有仿生噴嘴。

本實用新型的有益效果是：能同時利用從底部噴嘴與若干個仿生噴嘴出口高速噴出的高壓射流分別對處于孔底和孔壁周遭的巖土體進(jìn)行超前(預(yù))沖蝕破碎以輔助底部切削齒與多級擴(kuò)孔器實現(xiàn)擴(kuò)孔鉆進(jìn),可達(dá)到有效提升擴(kuò)孔鉆進(jìn)的作業(yè)效率、冷卻切削齒和切削具，以及改善孔內(nèi)巖屑的排除效果等多重目的。

進(jìn)一步：所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器包括擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體、側(cè)壁保徑齒和底部切削齒；所述側(cè)壁保徑齒嵌固于所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體的側(cè)壁面上；所述底部切削齒嵌固于所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體遠(yuǎn)離所述多級擴(kuò)孔器的底面上。

進(jìn)一步：所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器的內(nèi)部設(shè)有與所述鉆頭本體的中心通道相連通的中心漿液流道；所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器內(nèi)部遠(yuǎn)離所述多級擴(kuò)孔器的下部位置處設(shè)有與所述中心漿液流道相連通的底部噴嘴。

進(jìn)一步：所述底部噴嘴出口的孔徑比所述仿生噴嘴出口的孔徑小5至20mm。

進(jìn)一步：所述切削單元包括切削具、鋼體和孕鑲金剛石條；所述鋼體固定在所述鉆頭本體外側(cè)的圓周面上；所述切削具嵌固于所述鋼體上；所述孕鑲金剛石條設(shè)置在所述鋼體的外側(cè)。

進(jìn)一步：多級所述切削環(huán)為靠近所述沖擊器的二級切削環(huán)和靠近所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器的一級切削環(huán)；所述一級切削環(huán)與所述二級切削環(huán)之間相距20至70cm。

進(jìn)一步：所述仿生噴嘴與所述貫通孔一體成型，或所述仿生噴嘴通過螺紋、焊接或過盈配合的固定方式嵌固于所述貫通孔的出口端處。

進(jìn)一步：所述貫通孔的軸線與所述鉆頭本體的軸線之間的夾角為30°至60°。

進(jìn)一步：所述沖擊器為扭力沖擊器或液動沖擊器。

進(jìn)一步：所述仿生噴嘴的中部設(shè)有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔的內(nèi)壁面上設(shè)有若干個仿生環(huán)槽；所述內(nèi)腔的內(nèi)壁面上均勻設(shè)有若干個仿生環(huán)槽；所述仿生噴嘴的一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的仿生噴嘴入口，所述仿生噴嘴的另一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的仿生噴嘴出口，且所述仿生噴嘴入口的直徑大于所述仿生噴嘴出口的直徑。

附圖說明

圖1-1為連接扭力沖擊器時多級擴(kuò)孔鉆具整體的三維模型示意圖；

圖1-2為連接液動沖擊器時多級擴(kuò)孔鉆具整體的三維模型示意圖；