巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，并具有現(xiàn)成行業(yè)內(nèi)認(rèn)可的評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。它包括相平行的豎向固定桿、豎向?qū)驐U和在其上部連接兩者的至少一根橫向扶臂，橫向扶臂的一端與豎向固定桿形成固定連接，另一端與豎向?qū)驐U形成可轉(zhuǎn)動(dòng)和豎向移動(dòng)連接。豎向?qū)驐U的上端固定設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)，該轉(zhuǎn)盤(pán)與橫向扶臂之間設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)。豎向?qū)驐U的下端焊接其下部帶有釬頭的承擊臺(tái)，釬頭上可拆卸連接固定擋環(huán)。豎向固定桿下部套裝有重錘，豎向固定桿上部與重錘之間通過(guò)滑輪組、牽引繩連接。釬頭以下設(shè)置具有中央空腔的巖樣盒。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及本發(fā)明涉及一種對(duì)工程巖體進(jìn)行巖石可鉆性實(shí)驗(yàn)的裝置，可在工程勘探時(shí)期對(duì)工程巖體進(jìn)行巖石可鉆性試驗(yàn)，分析評(píng)價(jià)巖石可鉆性強(qiáng)度，并進(jìn)行可鉆性分級(jí)，為隧道TBM施工及勘探鉆掘參數(shù)調(diào)整提供理論依據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石可鉆性實(shí)驗(yàn)為真實(shí)模擬隧道TBM及鉆機(jī)施工破巖方式。目前工程施工中對(duì)巖石的可鉆性評(píng)價(jià)一般是通過(guò)巖石的力學(xué)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)(如點(diǎn)荷載、單軸、三軸實(shí)驗(yàn))的方式進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。少數(shù)科研單位通過(guò)自制微鉆機(jī)和微型TBM的方式對(duì)巖石的可鉆性進(jìn)行評(píng)價(jià)，但局限于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的成本及評(píng)價(jià)規(guī)范統(tǒng)一的問(wèn)題，因此這種評(píng)價(jià)方法都很難做推廣應(yīng)用。
[0003]譬如，在中國(guó)專(zhuān)利85205092的實(shí)用新型專(zhuān)利說(shuō)明中公開(kāi)的一種巖石可鉆性實(shí)驗(yàn)儀，屬于研究固體材料強(qiáng)度的機(jī)械裝置。它由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，沖擊機(jī)構(gòu)，加壓機(jī)構(gòu)，鉆頭部分和巖石夾持筒等組成.該儀器可用來(lái)模擬沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆、沖擊回轉(zhuǎn)鉆、測(cè)定各類(lèi)巖石的可鉆性指標(biāo)，還可用空白鉆頭測(cè)定巖石的研磨性。具有結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，可改變鉆速、鉆壓，真實(shí)模擬鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程的特點(diǎn)。但該實(shí)驗(yàn)儀器注重于室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，其便攜程度及操作應(yīng)用具有局限性，且實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)分級(jí)體系局限于單個(gè)儀器。
[0004]又如，在申請(qǐng)?zhí)枮?01010559174.3的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)了一種地層條件下巖石可鉆性測(cè)試儀，包括夾持機(jī)構(gòu)、壓力平衡機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在壓力平衡機(jī)構(gòu)下端，動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)置在壓力平衡機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)內(nèi)。夾持機(jī)構(gòu)由夾持器釜體、錐套、橡膠套、上柱塞和下柱塞組成;壓力平衡機(jī)構(gòu)由井筒壓力釜體、鉆壓釜體和鉆壓活塞組成;動(dòng)力機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速器、犬齒沖擊器和鉆桿組成。它采用機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)，能夠模擬地層條件下的溫度、圍壓、孔隙壓力和井筒泥漿壓力進(jìn)行真實(shí)準(zhǔn)確的巖石可鉆性測(cè)試，對(duì)地層上覆圍壓、孔隙壓力和泥漿井筒壓力可以模擬到90MPa以上，對(duì)于鉆井施工具有更為實(shí)際的指導(dǎo)意義。但同樣存在缺乏野外實(shí)驗(yàn)便攜性、操作方便性及實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，并具有現(xiàn)成行業(yè)內(nèi)認(rèn)可的評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:它包括相平行的豎向固定桿、豎向?qū)驐U和在其上部連接兩者的至少一根橫向扶臂，橫向扶臂的一端與豎向固定桿形成固定連接，另一端與豎向?qū)驐U形成可轉(zhuǎn)動(dòng)和豎向移動(dòng)連接;豎向?qū)驐U的上端固定設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)，該轉(zhuǎn)盤(pán)與橫向扶臂之間設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu);豎向?qū)驐U的下端焊接其下部帶有釬頭的承擊臺(tái)，釬頭上可拆卸連接固定擋環(huán);豎向固定桿下部套裝有重錘，豎向固定桿上部與重錘之間通過(guò)滑輪組、牽引繩連接;釬頭以下設(shè)置具有中央空腔的巖樣盒。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是，本裝置具有測(cè)試規(guī)則、不規(guī)則巖樣可鉆性及磨蝕性的能力，儀器操作簡(jiǎn)單，可拆卸，便于攜帶，并具有行業(yè)中普遍認(rèn)可的測(cè)試結(jié)果分析標(biāo)準(zhǔn)，具有很好的市場(chǎng)推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0009]本說(shuō)明書(shū)包括如下八幅附圖:
[0010]圖1是本實(shí)用新型巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖2是沿圖1中A-A線(xiàn)的縱剖視圖；
[0012]圖3是沿圖1中B-B、C_C線(xiàn)的縱剖視圖；
[0013]圖4是沿圖1中B-B線(xiàn)的橫剖視圖；
[0014]圖5是沿圖1中E-E線(xiàn)的橫剖視圖；
[0015]圖6是沿圖1中E-E線(xiàn)的縱剖視圖；
[0016]圖7是沿圖1中F-F線(xiàn)的橫剖視圖；
[0017]圖8是沿圖1中F-F線(xiàn)的縱剖視圖.
[0018]圖中示出構(gòu)件和對(duì)應(yīng)的標(biāo)記:豎向固定桿11、底座12、橫向扶臂13、豎向?qū)驐U21、轉(zhuǎn)盤(pán)22、棘輪22a、棘爪22b、承擊臺(tái)23、固定擋環(huán)24、釬頭25、限位環(huán)26、指針27、重錘30、滑輪組31、牽引繩32、巖樣盒40、中央空腔41、通孔42。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置包括相平行的豎向固定桿11、豎向?qū)驐U21和在其上部連接兩者的至少一根橫向扶臂13，橫向扶臂13的一端與豎向固定桿11形成固定連接，另一端與豎向?qū)驐U21形成可轉(zhuǎn)動(dòng)和豎向移動(dòng)連接。豎向?qū)驐U21的上端固定設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)22，該轉(zhuǎn)盤(pán)22與橫向扶臂13之間設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)。豎向?qū)驐U21的下端焊接其下部帶有釬頭25的承擊臺(tái)23，釬頭25上可拆卸連接固定擋環(huán)24。豎向固定桿11下部套裝有重錘30，豎向固定桿11上部與重錘30之間通過(guò)滑輪組31、牽引繩32連接;釬頭25以下設(shè)置具有中央空腔41的巖樣盒40。
[0021]參照?qǐng)D1和圖2、圖3，所述橫向扶臂13的數(shù)量為兩根，沿豎向間隔設(shè)置，一端通過(guò)環(huán)向間隔的螺栓與豎向固定桿11形成可拆卸固定連接，另一端則固定有安裝環(huán)，豎向?qū)驐U21空套在安裝環(huán)內(nèi)。參照?qǐng)D4，所述棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪22a、棘爪22b構(gòu)成，棘輪22a固定安裝于轉(zhuǎn)盤(pán)22底面上，棘爪22b設(shè)置在安裝環(huán)上，轉(zhuǎn)盤(pán)22可單向旋轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D1，所述轉(zhuǎn)盤(pán)22底面上設(shè)置有指針27，安裝環(huán)上表面則設(shè)置有刻度盤(pán)。
[0022]參照?qǐng)D1，所述豎向固定桿11上在橫向扶臂13以下的桿體上套裝有限位環(huán)26，該限位環(huán)26通過(guò)環(huán)向間隔的螺栓與豎向固定桿11連接。限位環(huán)26與承擊臺(tái)23之間的距離為重錘30的下落行程，沿豎向固定桿11上下調(diào)節(jié)限位環(huán)26的位置，即可方便地調(diào)節(jié)重錘30的下落行程。
[0023]參照?qǐng)D5和圖6，所述固定擋環(huán)24通過(guò)環(huán)向間隔的螺栓與釬頭25連接。沿釬頭25上下調(diào)節(jié)固定擋環(huán)24的位置，即可方便地調(diào)節(jié)釬頭25作于放置在巖樣盒40中央空腔41內(nèi)巖樣上的深度。
[0024]參照?qǐng)D7和圖8，所述巖樣盒40的底部設(shè)置有與中央空腔41相通的通孔42，通過(guò)該通孔42可以方便地取出中央空腔41內(nèi)的巖樣。參照?qǐng)D1，所述豎向固定桿11的下端可拆卸安裝有底座12，保持整個(gè)裝置處于穩(wěn)定豎直狀態(tài)。
[0025]以上所述只是用圖解說(shuō)明本實(shí)用新型的一些原理，并非是要將本實(shí)用新型局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實(shí)用新型所申請(qǐng)的專(zhuān)利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:它包括相平行的豎向固定桿(U)、豎向?qū)驐U(21)和在其上部連接兩者的至少一根橫向扶臂(13)，橫向扶臂(13)的一端與豎向固定桿(11)形成固定連接，另一端與豎向?qū)驐U(21)形成可轉(zhuǎn)動(dòng)和豎向移動(dòng)連接；豎向?qū)驐U(21)的上端固定設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)(22)，該轉(zhuǎn)盤(pán)(22)與棘輪橫向扶臂(13)之間設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)；豎向?qū)驐U(21)的下端焊接其下部帶有釬頭(25)的承擊臺(tái)(23)，釬頭(25)上可拆卸連接固定擋環(huán)(24);豎向固定桿(11)下部套裝有重錘(30)，豎向固定桿(11)上部與重錘(30)之間通過(guò)滑輪組(31)、牽引繩(32)連接;釬頭(25)以下設(shè)置具有中央空腔(41)的巖樣盒(40)。2.如權(quán)利要求1所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述橫向扶臂(13)的數(shù)量為兩根，沿豎向間隔設(shè)置，一端通過(guò)環(huán)向間隔的螺栓與豎向固定桿(11)形成可拆卸固定連接，另一端則固定有安裝環(huán)，豎向?qū)驐U(21)空套在安裝環(huán)內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪(22a)、棘爪(22b)構(gòu)成，棘輪(22a)固定安裝于轉(zhuǎn)盤(pán)(22)底面上，棘爪(22b)設(shè)置在安裝環(huán)上。4.如權(quán)利要求2或3所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述轉(zhuǎn)盤(pán)(22)底面上設(shè)置有指針(27)，安裝環(huán)上表面則設(shè)置有刻度盤(pán)。5.如權(quán)利要求1所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述豎向固定桿(11)上在橫向扶臂(13)以下的桿體上套裝有限位環(huán)(26)，該限位環(huán)(26)通過(guò)環(huán)向間隔的螺栓與豎向固定桿(I I)連接。6.如權(quán)利要求1所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述固定擋環(huán)(24)通過(guò)環(huán)向間隔的螺栓與釬頭(25)連接。7.如權(quán)利要求1所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述巖樣盒(40)的底部設(shè)置有與中央空腔(41)相通的通孔(42)。8.如權(quán)利要求1所述的巖石可鉆性鑿擊實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述豎向固定桿(11)的下端可拆卸安裝有底座(12)。
【文檔編號(hào)】G01N3/34GK205593864SQ201620057009
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日
【發(fā)明人】馮亮, 巫錫勇, 李濤, 張思旸, 廖昕, 易從科
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)