[實用新型]一種高壓水刀鉆頭

有效

• 申請號: 201720248426.8
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN206693927U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 成毅;何曉秋;方旭東
• 申請（專利權）人: 重慶長江勘測設計院有限公司
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B10/00
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙)50213
• 代理人: 林祖鋒

技術領域

本實用新型屬于地質勘查鉆機技術領域，尤其涉及一種地質勘查鉆機用的鉆頭。

背景技術

目前地質勘查鉆機多用的是金剛石鉆頭，需要機械帶動其高速旋轉，遇到較為堅硬的巖石，常常損毀鉆頭，影響鉆探效率。另外遇到坡度較陡，無法安裝鉆機的鉆孔位置，則很難得到精確的鉆孔數據。另外鉆頭在鉆探時容易導致鉆桿晃動，產生較大的碰撞沖擊；而水刀作為一種冷切削刀具，已被廣泛應用于航空航天軍事工業和部分民用機械加工領域，其具有良好的切削性，水刀的冷切割不會改變材料的物理化學性質，污染也較少，同樣也適合地質勘探鉆孔，然而，目前還沒有專用于地質勘探的水刀鉆頭。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述技術問題，提供一種水刀鉆頭，該水刀鉆頭可專用于地質巖土層的快速切削，切削性能良好，可用于替代傳統的金剛石鉆頭。

本實用新型的技術方案如下：

一種高壓水刀鉆頭，包括中空的圓柱狀的鉆頭主體，所述鉆頭主體上端外壁設有連接螺紋，在鉆頭主體的內壁和外壁之間設有用于灌入高壓水流的高壓水腔，所述高壓水腔呈與鉆頭主體同軸的圓環狀且設有與高壓水泵相連的入水口，在高壓水腔的底部設有高壓水噴頭，所述高壓水噴頭包括均呈圓弧狀排列的內高壓水噴頭和外高壓水噴頭，所述內高壓水噴頭和外高壓水噴頭所排列而成的圓弧的圓心均位于鉆頭主體的軸線上，內高壓水噴頭和外高壓水噴頭分別沿所述高壓水腔底部的兩內側壁設置，且內高壓水噴頭與外高壓水噴頭分別位于高壓水腔底端的左右兩側。

進一步地，所述內高壓水噴頭和外高壓水噴頭所排列而成的圓弧均為半圓弧，兩個半圓弧的四個端點皆位于鉆頭主體的直徑上，且在所述半圓弧的兩端以及中間各設有一個相應的高壓水噴頭。

進一步地，所述內高壓水噴頭和外高壓水噴頭各自所排列而成的圓弧的圓弧半徑之比為1：2。

進一步地，在鉆頭主體底端嵌有兩塊圓弧狀的鑲板，所述鑲板上分別設有所述內高壓水噴頭和外高壓水噴頭，在鑲板和鉆頭主體之間設有聚四氟墊圈。

進一步地，所述外高壓水噴頭水流噴射方向豎直向下，內高壓水噴頭呈一定夾角向外高壓水噴頭方向噴射高壓水流。

本實用新型的有益效果：本實用新型采用在鉆頭主體內設置高壓水腔和與水腔相連的高壓水噴頭來實現高速水流的迸射切割，兩個呈圓弧狀排列的內外高壓水噴頭旋轉形成圓柱狀高速水幕，由于是采用的內外設置的兩個非封閉的圓弧排列結構，在旋轉切削時，主要由兩段圓弧水幕旋轉切割，相比如呈整圓弧排列的高壓水噴頭或者現有的用于機械加工的圓柱狀水射流而言，其用于地質巖土的切削能力更強，效率更高，只需圓弧狀水幕切開一道缺口即可在旋轉作用下完成封閉的圓環式的切削，切削徹底，不需要像傳統金剛石鉆頭那樣需要極大扭矩才能工作，且不會發生崩刃，斷桿現象，使用安全可靠，還無金剛石鉆頭那樣的煙塵污染；另外，由于采用水射流式切削，相對于金剛石鉆頭而言更容易安裝鉆頭位置，保證鉆孔位置精度；對于一些傳統鉆機無法到達的鉆孔位置，若用該水刀鉆頭，可通過加長高壓輸水管道的方法達到目的。

此外，內、外高壓水噴頭成一定夾角設置，內高壓水噴頭和外高壓水噴頭之間形成一個縱切面為三角形的切割槽，同時鉆頭緩慢旋轉向下推進，保證切割巖石后的孔的圓柱度。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為本實用新型仰視圖。

圖3為設有鑲板的本實用新型仰視圖。

圖4為外高壓水噴頭豎直噴水和內高壓水噴頭傾斜噴水時的高壓水水刀幕示意圖。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：