[發明專利]一種用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭

在審

• 申請號: 201810347327.4
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108301778A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 王如生;劉安;帕維爾達拉拉伊;孫友宏;陳艷吉;陳寶義;劉博文;范大友;李亞洲;劉剛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B11/00
• 分類號: E21B11/00;E21B7/00
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 鞠傳龍

本發明公開了一種用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭，包括有吊具、加熱棒和鉆頭體，其中吊具固連在鉆頭體的頂面，加熱棒插設在鉆頭體內。吊具為四爪型結構，吊具的材質為304不銹鋼材質，吊具與鉆頭體之間通過二十個內六角螺絲相連。鉆頭體的上部為圓臺結構，鉆頭體的下部為圓錐結構，圓錐結構的錐角為162度，鉆頭體的頂面上開設有六十一個插槽，有益效果：相對于現有的熱熔鉆頭結構更加簡單，功率更高。加熱棒做插入式設計，按規律均勻分布，傳熱效率更高，且獨立工作，互不影響，可隨時更換，方便維修，能夠大幅度提高鉆頭使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種電熱熔鉆頭，特別涉及一種用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭。

背景技術

目前，極地冰蓋約占全球陸地面積的10％，其自然環境對人類具有重要價值。極地蓋和冰川包含著幾百萬年前隨雪花下落而有序聚集的古代冰層，其中包含的塵埃顆粒、可溶性化學物質以及冰中包裹的氣體是研究過去氣候變化、預測未來氣候和環境變遷的重要依據。故此通過深部冰層取心鉆探技術，獲取高質量冰心不僅對氣候、生物方面的研究有重大作用，也為我國將來在南極冰下基巖的鉆探作業提供了一種前期準備。目前在南極的鉆探當中，熱水鉆是其中最快的一種方式，其鉆進速度可高達50-60m/h。一個2500m深的鉆孔只需要幾天便可以完成。但是在南極表層大約50-100m厚的冰雪層中，由于冰雪層自身結構疏松，熱水鉆中的熱水將會發生嚴重的漏失。

發明內容

本發明的目的是為了解決在利用熱水鉆進行冰雪鉆進過程中熱水發生漏失的問題而提供的一種用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭。

本發明提供的用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭包括有吊具、加熱棒和鉆頭體，其中吊具固連在鉆頭體的頂面，加熱棒插設在鉆頭體內。

吊具為四爪型結構，吊具的材質為304不銹鋼材質，吊具與鉆頭體之間通過二十個內六角螺絲相連。

鉆頭體的上部為圓臺結構，鉆頭體的下部為圓錐結構，圓錐結構的錐角為162度，鉆頭體的頂面上開設有六十一個插槽，插槽的材質為鋁質，插槽深度100mm，規律分布，加熱棒設有六十一根，加熱棒插設在鉆頭體頂面的插槽內，其中鉆頭體頂面中心處插設一根加熱棒，其余加熱棒呈圓周狀向外擴散分布為四層，第一層鉆頭體頂面周圈插設有六根加熱棒，第二層鉆頭體頂面周圈插設有十二根加熱棒，第三層鉆頭體頂面周圈插設有十八根加熱棒，第四層鉆頭體頂面周圈插設有二十四根加熱棒，相鄰加熱棒間隔距離相等，分布均勻，獨立工作。

本發明的有益效果：

本發明提供的用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭相對于現有的熱熔鉆頭結構更加簡單，功率更高。加熱棒做插入式設計，按規律均勻分布，傳熱效率更高，且獨立工作，互不影響，可隨時更換，方便維修，能夠大幅度提高鉆頭使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明所述鉆頭主視結構示意圖。

圖2為本發明所述鉆頭俯視結構示意圖。

1、吊具 2、加熱棒 3、鉆頭體。

具體實施方式

請參閱圖1和圖2所示：

本發明提供的用于極地冰雪鉆進的新型高功率電熱熔鉆頭包括有吊具1、加熱棒2和鉆頭體3，其中吊具1固連在鉆頭體3的頂面，加熱棒2插設在鉆頭體3內。

吊具1為四爪型結構，吊具1的材質為304不銹鋼材質，吊具1與鉆頭體3之間通過二十個內六角螺絲相連。

鉆頭體3的上部為圓臺結構，鉆頭體3的下部為圓錐結構，圓錐結構的錐角為162度，鉆頭體3的頂面上開設有六十一個插槽，插槽的材質為鋁質，插槽深度100mm，規律分布，加熱棒2設有六十一根，加熱棒2插設在鉆頭體3頂面的插槽內，其中鉆頭體3頂面中心處插設一根加熱棒2，其余加熱棒2呈圓周狀向外擴散分布為四層，第一層鉆頭體3頂面周圈插設有六根加熱棒2，第二層鉆頭體3頂面周圈插設有十二根加熱棒2，第三層鉆頭體3頂面周圈插設有十八根加熱棒2，第四層鉆頭體3頂面周圈插設有二十四根加熱棒2，相鄰加熱棒2間隔距離相等，分布均勻，獨立工作。