專利名稱：高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭屬于礦業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體來講它涉及到地下、地面實(shí)現(xiàn)各種巖礦層的大孔徑水平、垂直和拐彎的深孔鉆進(jìn)和割縫方案。
本發(fā)明的
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鉆頭多為機(jī)械式，靠切削刃鉆進(jìn)，鉆桿驅(qū)動(dòng)型鉆進(jìn)長(zhǎng)度受鉆桿長(zhǎng)度的限制，鉆長(zhǎng)孔時(shí)需頻繁更換鉆桿且勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高并方向控制復(fù)雜。帶動(dòng)力頭鉆進(jìn)型則拐彎半徑大，同樣存在設(shè)備笨重問題。而水力型鉆頭為單水柱，靠螺旋體形成圓柱或圓錐水柱進(jìn)行切割，其能量消耗太大，對(duì)設(shè)備要求很高。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一種高壓水作動(dòng)力的鉆頭，實(shí)現(xiàn)深長(zhǎng)孔連續(xù)鉆進(jìn)，并保證成孔質(zhì)量和易于控制。減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高工作效率。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭有一盲空心軸作為支撐軸，軸的后端有高壓水接口，軸的中部有可調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)水噴嘴。軸上套有內(nèi)齒式驅(qū)動(dòng)葉輪，葉輪由滾動(dòng)軸承支承，葉輪被驅(qū)動(dòng)水噴嘴噴出的高壓水驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，葉輪用平鍵與諧波減速器相連，帶動(dòng)諧波減速器的輸入端旋轉(zhuǎn)，諧波減速器的輸出端用內(nèi)六角螺釘與連接架固定，通過銷軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)噴頭旋轉(zhuǎn)。諧波減速器的定位由連接套固定在主軸上解決。盲空心軸的前端裝軸端螺母，對(duì)旋轉(zhuǎn)噴頭起定位作用和保護(hù)裝置的整體。同時(shí)高壓水由盲空心軸前部的徑向小孔進(jìn)入旋轉(zhuǎn)噴頭的高壓水空腔，由旋轉(zhuǎn)噴頭上的可調(diào)節(jié)噴嘴噴出。噴嘴沿旋轉(zhuǎn)噴頭錐面圓周布置，成螺旋狀分布。高壓水由旋轉(zhuǎn)噴頭噴出后形成多個(gè)軌跡為圓錐體的高壓水旋轉(zhuǎn)體。利用水的沖擊動(dòng)量切割介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)鉆頭的功能。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，能實(shí)現(xiàn)煤層及各種巖礦層的快速連續(xù)鉆長(zhǎng)孔和割縫。并減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高工作效率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖附圖標(biāo)號(hào)說明1-盲空心主軸 2-連接套 3-滾動(dòng)軸承 4-減速器 5-連接架6-鉆頭體 7-工作噴嘴 8-軸端螺母 9-動(dòng)力噴嘴 10-葉輪結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作以敘述高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭，盲空心主軸1位于葉輪10和鉆頭體6內(nèi)，并由軸端螺母8定位，葉輪10由滾動(dòng)軸承3支承，高壓水通過盲空心主軸1由動(dòng)力噴嘴9噴出，帶動(dòng)葉輪10旋轉(zhuǎn)，葉輪10通過鍵連接再帶動(dòng)減速器4旋轉(zhuǎn)，減速器4的定位由連接套2完成，減速器4通過內(nèi)六角螺釘帶動(dòng)連接架5旋轉(zhuǎn)，連接架5通過銷軸帶動(dòng)鉆頭體6旋轉(zhuǎn)，同時(shí)高壓水通過盲空心主軸1的中前部徑向孔進(jìn)入鉆頭體6的高壓腔，然后經(jīng)工作噴嘴7噴出，形成螺旋圓錐沖擊體，切割介質(zhì)，完成工作。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及用途；本發(fā)明是高壓水鉆機(jī)的關(guān)鍵部分，其優(yōu)點(diǎn)是使用相對(duì)較小的動(dòng)力，在地下、地面實(shí)現(xiàn)各種巖礦層的大孔徑水平、垂直和拐彎的深孔鉆進(jìn)和割縫。通過這一技術(shù)，解決能源、資源開發(fā)中長(zhǎng)期難于解決的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)其技術(shù)進(jìn)步。
最佳實(shí)施例圖1就是一個(gè)最佳實(shí)施例，它的總長(zhǎng)為160mm，最大外徑為75mm。軸端螺母為M12×1.5，高壓水接口的內(nèi)螺紋尺寸為M22×2。
權(quán)利要求
1．高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭是一種煤層和各種巖礦層的切割、鉆孔和割縫的高壓水射流鉆頭，其特征是以高壓水作為切割介質(zhì)和驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，裝置中盲空心軸(1)作為支承，盲空心軸(1)的后邊有環(huán)形出水孔，盲空心軸中裝有軸承(3)，軸承(3)內(nèi)嵌入驅(qū)動(dòng)葉輪(10)，驅(qū)動(dòng)葉輪(10)通過鍵與減速器(4)輸入端相連，減速器(4)通過連接套(2)與盲空心軸(1)固定定位，減速器(4)輸出端由內(nèi)六角螺釘與連接架(5)固定，連接架(5)通過銷軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆頭(6)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)鉆頭(6)上螺旋分布內(nèi)螺紋孔，內(nèi)螺紋孔上裝有噴嘴，旋轉(zhuǎn)鉆頭(6)內(nèi)為空腔，盲空心軸(1)的后端有內(nèi)螺紋孔，前端有外螺紋接頭，外螺紋接頭上裝有軸端螺母(8)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭裝置，其特征是盲空心軸(1)的后端內(nèi)螺紋孔的底部是一個(gè)環(huán)形平面，裝在盲空心軸(1)上的動(dòng)力噴嘴(9)，其軸線與盲空心軸的軸線垂直相錯(cuò)，且都朝同一方向偏斜，旋轉(zhuǎn)鉆頭(6)上的部分工作噴嘴(7)體軸線與盲空心軸(1)的軸線相交，旋轉(zhuǎn)鉆頭(6)上的部分工作噴嘴(7)體軸線與盲空心軸(1)的軸線平行，盲空心軸(1)與旋轉(zhuǎn)鉆頭(6)配合部分開有環(huán)形小溝槽，連接套(2)上設(shè)有螺孔，并配有用以緊固定位用的鎖緊螺釘。
全文摘要
本發(fā)明為一種高壓水射流可控自旋轉(zhuǎn)鉆頭,屬于礦業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,具體來講它涉及到地下、地面實(shí)現(xiàn)各種巖礦層的大孔徑水平、垂直和拐彎的深孔鉆進(jìn)和割縫方案。鉆頭內(nèi)有一盲空心頭,旋轉(zhuǎn)噴頭上的可調(diào)節(jié)噴嘴噴出多個(gè)軌跡為圓錐體的高壓水旋轉(zhuǎn)體,利用水的沖擊動(dòng)量切割介質(zhì),實(shí)現(xiàn)鉆頭的功能。并可連續(xù)長(zhǎng)距離鉆進(jìn)。
文檔編號(hào)E21B7/18GK1297098SQ0013637
公開日2001年5月30日 申請(qǐng)日期2000年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月16日
發(fā)明者趙陽升, 王成壽, 胡耀青, 楊棟, 段康廉, 許步勤 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)