[實(shí)用新型]一種用于地應(yīng)力測(cè)試中快速鉆進(jìn)的鉆頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820562017.X
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN208686315U
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙武勝;陳衛(wèi)忠;王富奇;曹懷軒;閆憲洋;邢天海;鄭有雷;程文武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所;兗州煤業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B10/02
• 分類號(hào): E21B10/02;E21B47/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 朱昀

本申請(qǐng)公開了一種用于地應(yīng)力測(cè)試中快速鉆進(jìn)的鉆頭。鉆頭包括：第一取芯管，其一端可與大孔鉆頭可拆卸的連接，其外徑略小于所述大孔鉆頭的外徑；錐形鉆頭，其第一端的外徑與所述大孔鉆頭的外徑相同，所述錐形鉆頭與所述第一取芯管可拆卸的連接；第二取芯管，其第一端與所述錐形鉆頭的第二端連接，其外徑略小于所述錐形鉆頭第二端的外徑；取芯鉆頭，與所述第二取芯管的第二端連接，其外徑與所述錐形鉆頭第二端的外徑相同；所述錐形鉆頭內(nèi)設(shè)有聯(lián)通所述第一取芯管和所述第二取芯管的過水通道。該鉆頭可以提高安裝孔施工效率及試驗(yàn)成功率，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及巖土、采礦等地下工程應(yīng)力測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于地應(yīng)力測(cè)試中快速鉆進(jìn)的鉆頭。

背景技術(shù)

目前我國一批重大交通、水電、油氣、采礦等地下工程相繼規(guī)劃與興建。西部地區(qū)多深山峽谷，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，地震活動(dòng)頻發(fā)，地應(yīng)力水平較高。在工程的建設(shè)過程中，地應(yīng)力水平直接影響工程的設(shè)計(jì)與施工方案。因此，準(zhǔn)確測(cè)量工程場(chǎng)區(qū)地應(yīng)力水平是上述工程建設(shè)過程中的必要內(nèi)容。

目前，空心包體鉆孔應(yīng)力解除法是測(cè)量地下工程原巖應(yīng)力最常用的方法之一。該方法的主要步驟是：鉆大孔-磨平大孔底-鉆錐形孔-鉆小孔-小孔內(nèi)安裝空芯包體-解除含包體巖芯-數(shù)據(jù)處理并計(jì)算地應(yīng)力。從上述過程中可以看出，當(dāng)大孔施工至目標(biāo)位置處后，傳統(tǒng)方法施工小孔的詳細(xì)過程為：安裝磨平鉆頭-安裝并推送鉆桿-磨平大孔底-拆卸鉆桿-安裝錐形鉆頭-安裝并推送鉆桿-施工錐形孔-拆卸鉆桿-安裝小孔鉆頭-安裝并推送鉆桿-施工小孔-拆卸鉆桿。上述過程鉆桿需進(jìn)出6次，施工速度非常慢。公開文件[CN 106121544A]的方法詳細(xì)過程為：安裝錐磨一體化鉆頭-安裝并推送鉆桿-磨平大孔底并施工錐形孔-拆卸鉆桿-安裝小孔鉆頭-安裝并推送鉆桿-施工小孔-拆卸鉆桿。上述過程鉆桿需進(jìn)出4次，施工速度較慢。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種用于地應(yīng)力測(cè)試中快速鉆進(jìn)的技術(shù)方案。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種用于地應(yīng)力測(cè)試中快速鉆進(jìn)的鉆頭，包括：

第一取芯管，其一端可與大孔鉆頭可拆卸的連接，其外徑略小于所述大孔鉆頭的外徑；

錐形鉆頭，其第一端的外徑與所述大孔鉆頭的外徑相同，所述錐形鉆頭與所述第一取芯管可拆卸的連接；

第二取芯管，其第一端與所述錐形鉆頭的第二端連接，其外徑略小于所述錐形鉆頭第二端的外徑；

取芯鉆頭，與所述第二取芯管的第二端連接，其外徑與所述錐形鉆頭第二端的外徑相同；

所述錐形鉆頭內(nèi)設(shè)有聯(lián)通所述第一取芯管和所述第二取芯管的過水通道。

所述第二取芯管的外徑比所述取芯鉆頭的外徑小2-6mm，可以保護(hù)小孔巖芯管，防止小孔巖芯管與巖壁摩擦，從而保證小孔的居中。

所述第二取芯管的壁厚為6.5-8.0mm，可以滿足剛度要求，并能滿足規(guī)范中“中心測(cè)試孔應(yīng)與解除孔同軸，兩孔孔軸允許偏差不應(yīng)大于2mm”的要求。

所述錐形鉆頭的錐形面與所述第一取芯管軸線的夾角為30-60°。

所述取芯鉆頭采用金剛石鉆頭或聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭。

所述錐形鉆頭的錐形外表面為電鍍金剛石。

一種用于地應(yīng)力測(cè)試中快速鉆進(jìn)的方法，包括以下步驟：

通過具有大孔鉆頭的鉆機(jī)鉆進(jìn)大孔至設(shè)定深度；

將設(shè)于第一取芯管端部的大孔鉆頭拆除，并安裝取芯鉆頭，所述取芯鉆頭與所述大孔鉆頭之間設(shè)有錐形鉆頭和第二取芯管，所述錐形鉆頭第一端的外徑與所述大孔鉆頭的外徑相同，所述錐形鉆頭第二端的外徑與所述取芯鉆頭的外徑相同，所述第二取芯管的外徑比所述取芯鉆頭的外徑小2-6mm；