[發明專利]一種巖石鉆進破巖實驗機的穩壓裝置

有效

• 申請號: 201911006346.1
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110714748B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 萬志軍;周長冰;張源;熊路長;王駿輝;康延雷;路寧;武兆鵬;楊壯壯;王子琦
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;紹興文理學院
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種巖石鉆進破巖實驗機的穩壓裝置，包括油缸缸體、加載機構、沖擊平臺、鉆桿、鉆桿平臺、位移傳感器，其中：所述加載機構包括設置于油缸缸體內的油缸活塞，設置于油缸活塞下端部的吊裝平臺；所述鉆桿平臺的上端位于油缸活塞的導向孔內，下端與沖擊平臺固定；所述沖擊平臺上設置有若干彈簧拉桿，彈簧拉桿與吊裝孔一一對應，并穿過吊裝孔，每個彈簧拉桿上均套設有兩個彈簧，兩個彈簧分別位于吊裝平臺上方和下方；所述鉆桿設置在鉆桿平臺的下方；所述位移傳感器為兩個，分別通過吊裝平臺位移測量桿、鉆桿位移測量桿與吊裝平臺、彈簧拉桿相連。本發明能夠實現在鉆壓穩定條件下對巖樣進行破巖鉆孔實驗，結構簡單、操作方便、試驗效果好。

技術領域

本發明涉及一種巖石鉆進破巖實驗機的穩壓裝置，尤其是一種適用定鉆桿壓力下實現破巖鉆孔的實驗裝置。

背景技術

隨著人類社會的發展，諸如深部油氣開采、高溫巖體地熱開采、煤炭地下氣化等與鉆井有關的工程問題越來越多。例如：石油鉆井的深度已達到8000m，高溫巖體地熱資源開采深度在5000m以上，煤炭地下氣化溫度也在1000℃以上。這些工程都涉及一個巖石——鉆具相互作用的重要問題，即在鉆具對堅硬巖體進行破巖鉆進。在鉆進時，鉆桿的實時鉆壓很難穩定，實驗過程難以得到某穩定鉆壓下的鉆進速度數，而目前尚無高效經濟的實驗裝置。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、試驗效果好的巖石鉆進破巖實驗機的穩壓裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種巖石鉆進破巖實驗機的穩壓裝置，其特征在于：包括油缸缸體、加載機構、沖擊平臺、鉆桿、鉆桿平臺、位移傳感器，其中：

所述油缸缸體開口朝下；

所述加載機構包括設置于油缸缸體內的油缸活塞，設置于油缸活塞下端部的吊裝平臺；所述吊裝平臺上開設有若干吊裝孔，所述油缸活塞中開設有一個導向孔；

所述鉆桿平臺的上端位于油缸活塞的導向孔內，下端與沖擊平臺固定；

所述沖擊平臺上設置有若干彈簧拉桿，彈簧拉桿與吊裝孔一一對應，并穿過吊裝孔，每個彈簧拉桿上均套設有兩個彈簧，兩個彈簧分別位于吊裝平臺上方和下方；

所述鉆桿設置在鉆桿平臺的下方，鉆桿中開設有注水孔；

所述位移傳感器為兩個，均設置于油缸缸體側面，兩個位移傳感器分別通過吊裝平臺位移測量桿、鉆桿位移測量桿與吊裝平臺、彈簧拉桿相連。

所述導向孔為盲孔。

所述沖擊平臺為工字型，彈簧拉桿設置在該工字型的上方的水平部分上。

所述沖擊平臺上設有沖擊塊，沖擊塊用于對沖擊平臺施加沖擊載荷。

所述沖擊塊設置于工字型的沖擊平臺中間的豎直部位。

所述沖擊塊能夠相對于沖擊平臺上下滑動。

所述彈簧拉桿的上端部設置有螺帽。

所述注水孔穿過沖擊平臺，并最終延伸至鉆桿平臺外。

有益效果：本發明能夠實現在鉆壓穩定條件下對巖樣進行破巖鉆孔實驗，可以根據不同實驗目的調整鉆進參數及破巖方式，其鉆桿可安裝不同類型的鉆頭；通過控制系統可設定鉆壓壓力，通過彈簧壓縮量計算壓力并進行控制。其結構簡單、操作方便、試驗效果好。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1中Ⅰ-Ⅰ剖面圖。