[發(fā)明專(zhuān)利]等離子炬破巖復(fù)合鉆頭和等離子炬破巖復(fù)合鉆

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911312277.7
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112983283B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高銳;賈玉丹;朱宏峰;陳培培
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B10/43
• 分類(lèi)號(hào): E21B10/43;E21B12/00;E21B7/15;H05H1/48
• 代理公司: 北京開(kāi)陽(yáng)星知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11710
• 代理人: 楊中鶴

1.一種等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，包括：鉆頭本體(10)和等離子發(fā)生裝置(20)；

所述鉆頭本體(10)的一端為連接部(11)，另一端為鉆進(jìn)部(12)，所述鉆進(jìn)部(12)形成有多個(gè)刀翼(121)；

所述鉆頭本體(10)內(nèi)部形成有容納腔，所述容納腔在所述鉆進(jìn)部(12)具有開(kāi)口(14)，所述等離子發(fā)生裝置(20)設(shè)置于所述容納腔內(nèi)，用于產(chǎn)生能夠弱化巖層強(qiáng)度的射流；所述等離子發(fā)生裝置(20)的噴射口朝向所述開(kāi)口(14)，所述多個(gè)均布的刀翼(121)圍繞在所述等離子發(fā)生裝置(20)的噴射口外側(cè)；

所述等離子發(fā)生裝置(20)包括：陽(yáng)極管(21)、陰極(22)、進(jìn)氣環(huán)(23)以及封裝體(24)；

所述陽(yáng)極管(21)形成有中心通孔(211)，所述陰極(22)位于所述中心通孔(211)的進(jìn)氣口一側(cè)，并與所述陽(yáng)極管(21)間隔分布，所述中心通孔(211)的出氣口為所述等離子發(fā)生裝置(20)的噴射口；

所述進(jìn)氣環(huán)(23)設(shè)置于所述陽(yáng)極管(21)的進(jìn)氣口外，用于向所述中心通孔(211)輸送氣體，所述進(jìn)氣環(huán)(23)與進(jìn)氣通道連通；

所述封裝體(24)將所述陽(yáng)極管(21)、陰極(22)以及進(jìn)氣環(huán)(23)封裝在一起。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述等離子發(fā)生裝置(20)的噴射口外側(cè)形成有磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)用于控制所述射流的形態(tài)和功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述鉆進(jìn)部(12)具有磁性，所述磁場(chǎng)由所述鉆進(jìn)部(12)形成；

或者，

所述等離子發(fā)生裝置(20)的噴射口外側(cè)設(shè)置有電磁線圈，且所述電磁線圈圍繞在所述等離子發(fā)生裝置(20)的噴射口外側(cè)，所述磁場(chǎng)由所述電磁線圈形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述開(kāi)口(14)的外壁上形成有一層耐高溫涂層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述等離子發(fā)生裝置(20)還包括設(shè)置于所述封裝體(24)內(nèi)的陰極水冷套(25)，所述陰極水冷套(25)與所述陰極(22)連接，用于冷卻所述陰極(22)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述進(jìn)氣環(huán)(23)形成有中心氣室(231)，并與所述封裝體(24)內(nèi)壁形成封閉的緩沖室(232)，所述緩沖室(232)與所述進(jìn)氣通道連通，所述中心氣室(231)與所述緩沖室(232)之間開(kāi)設(shè)有多個(gè)布?xì)饪祝鲋行耐?211)的進(jìn)氣口通向所述中心氣室(231)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述陰極(22)包括銅陰極(221)和嵌在所述銅陰極(221)上的鉿陰極(222)；

所述鉿陰極(222)位于所述中心通孔(211)的進(jìn)氣口一側(cè)，并與所述陽(yáng)極管(21)間隔分布，所述銅陰極(221)與所述陰極水冷套(25)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，其特征在于，所述陽(yáng)極管(21)與所述封裝體(24)之間形成有水冷腔(241)，所述水冷腔(241)與進(jìn)水通道連通，所述封裝體(24)上形成有出水口(245)，所述出水口(245)位于所述中心通孔(211)出氣口的周?chē)?/p>

9.一種等離子炬破巖復(fù)合鉆，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的等離子炬破巖復(fù)合鉆頭，還包括鉆桿(30)；

所述鉆桿(30)內(nèi)設(shè)置有供電系統(tǒng)(31)和供氣系統(tǒng)(32)，所述供電系統(tǒng)(31)與所述等離子發(fā)生裝置(20)電連接，用于給所述等離子發(fā)生裝置(20)提供電能，所述供氣系統(tǒng)(32)與所述等離子發(fā)生裝置(20)連接，用于向所述等離子發(fā)生裝置(20)輸送氣體。