CN111963063A - 一种矿区露天开采冬季防冻钻具 - Google Patents
一种矿区露天开采冬季防冻钻具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111963063A CN111963063A CN202010794860.2A CN202010794860A CN111963063A CN 111963063 A CN111963063 A CN 111963063A CN 202010794860 A CN202010794860 A CN 202010794860A CN 111963063 A CN111963063 A CN 111963063A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- mining
- drill bit
- conducting
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 208000001034 Frostbite Diseases 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims 2
- 238000009882 destearinating Methods 0.000 claims 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 13
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
- E21B10/602—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids the bit being a rotary drag type bit with blades
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B12/00—Accessories for drilling tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种矿区露天开采冬季防冻钻具，涉及矿用设备技术领域。该矿区露天开采冬季防冻钻具，包括钻头,所述钻头的顶部焊接有连接座，且钻头的侧表面沿自身刀片方向呈螺旋状开设有若干等距分布的通孔，每个通孔内均设置有导流防冻机构，导流防冻机构包括驱动电机、热量释放机构、连接曲折杆、摩擦环、扰流片和弧形导流片，所述驱动电机固定安装在钻头的内底部，热量释放机构固定安装在通孔内。该矿区露天开采冬季防冻钻具，基于导流防冻机构运作产生的热气流，对经由钻孔冒出的低温水体进行一定加热，使其在与外界空气接触后温度高于冰点，从而有效避免了经由钻孔冒出的水体汇入周边掘出岩粉使其冻结的情况出现。
Description
技术领域
本发明涉及矿用设备技术领域，具体为一种矿区露天开采冬季防冻钻具。
背景技术
矿业作为各产业中最为重要的部分，为生产活动提供了各类资源，其开采方式多样化。露天开采与地下开采相比，其优点在于资源利用充分、回采率高、贫化率低，适于使用大型机械施工，建矿快，产量大，劳动生产率高，成本低，劳动条件好，生产安全。在露天开采活动中，为了满足选矿厂的生产需求，冬季仍需进行开采工作。在开采工作时常用的开采方式即为钻探，使用钻具对土层进行开掘，进行冬季生产活动时，岩层内有水，穿孔作业时水从孔内跟随压缩气体一起喷出，其较低的温度以及流速极易造成钻具结冰的情况，导致钻具回转困难，无法正常提升，目前的露天开采钻具并不能够很好地解决该问题，使得冬季生产活动的进行受到了一定限制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种矿区露天开采冬季防冻钻具，能够有效解决钻具在冬季生产活动中容易冻结的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种矿区露天开采冬季防冻钻具，包括钻头,所述钻头的顶部焊接有连接座，且钻头的侧表面沿自身刀片方向呈螺旋状开设有若干等距分布的通孔，每个通孔内均设置有导流防冻机构。
优选的，所述导流防冻机构包括驱动电机、热量释放机构、连接曲折杆、摩擦环、扰流片和弧形导流片，所述驱动电机固定安装在钻头的内底部，热量释放机构固定安装在通孔内，连接曲折杆的数量为三个，且三个连接曲折杆呈等距环绕状固定连接在驱动电机的输出轴上，若干摩擦环呈列状等距套接在连接曲折杆上，每个连接曲折杆相背驱动电机输出轴轴线的一侧均固定连接有扰流片。
优选的，所述热量释放机构包括导热弯折片、摩擦半球体、导热杆、环形膨胀囊、铁芯、磁环、蓄热囊和保温球，所述导热弯折片固定连接在钻头的内侧壁上并位于通孔的后端，摩擦半球体嵌装在导热弯折片的中部，导热杆的左端与摩擦半球体的右侧固定连接，且导热杆的右端延伸至通孔内，环形膨胀囊套装在导热杆上并与通孔的内壁贴合，若干铁芯呈等距环绕状嵌装在环形膨胀囊的薄壁内，磁环嵌装在通孔内并与环形膨胀囊的表面接触，蓄热囊两个为一组分别穿插在单个导热弯折片的上下两侧并嵌入钻头的内壁，且保温球六个为一组放置在单个蓄热囊内。
优选的，所述摩擦半球体相背导热杆的一侧与摩擦环的外曲面滑动连接，且摩擦环的内曲面通过焊接的方式与连接曲折杆固定连接。
优选的，所述弧形导流片与钻头的内壁固定连接并位于导热弯折片的后侧，且弧形导流片的纵向长度大于通孔的孔径。
优选的，所述摩擦环、导热弯折片、摩擦半球体和导热杆的材质均为铜制，弧形导流片相背钻头内壁一侧与驱动电机输出轴轴线之间的直线距离小于扰流片相背连接曲折杆一侧与驱动电机输出轴轴线之间的直线距离。
本发明提供了一种矿区露天开采冬季防冻钻具。具备以下有益效果：
(1)、该矿区露天开采冬季防冻钻具，通过钻头内导流防冻机构的运作，利用内置电机工作进行摩擦生热，通过热传递的方式对钻头表面进行加热，从而有效降低了含水岩层在钻探过程中喷出的气体以及低温水流对钻具的影响，避免了岩层低温水体伴随冷气流与钻具接触导致其表面结冰的情况出现，进而有效保障了钻具在冬季生产活动时的正常工作，防止钻具回转困难以及无法提升的问题出现。
(2)、该矿区露天开采冬季防冻钻具，当钻头掘进过程中与钻孔内喷出的低温水流与气流接触后，自身表面温度快速降低，导流防冻机构捕捉到钻头表面温度骤降的信号，将钻头内由于摩擦生热产生的热气流排出，该部分热气流不仅能够降低岩层低温水体与冷气流对钻头温度的影响，同时达到了一定的扰流效果，可有效防止低温气流经由岩层直接喷至钻头表面，从而形成对钻头的防冻保护效果。
(3)、该矿区露天开采冬季防冻钻具，基于导流防冻机构运作产生的热气流，对经由钻孔冒出的低温水体进行一定加热，使其在与外界空气接触后温度高于冰点，从而有效避免了经由钻孔冒出的水体汇入周边掘出岩粉使其冻结的情况出现，进一步地，便于在爆破作业过程中将掘出岩粉作为回填岩粉使用，无需从别处另取土充当回填土使用，同时基于热气流形成钻孔内升温，可防止岩层内水体在钻孔内冻结导致孔径变小影响到生产活动正常进行的情况出现。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构正视图；
图3为本发明结构正剖图；
图4为本发明图3中的A处结构放大图。
图中：1钻头、2连接座、3通孔、4导流防冻机构、41驱动电机、42热量释放机构、43连接曲折杆、44摩擦环、45扰流片、46弧形导流片、421导热弯折片、422摩擦半球体、423导热杆、424环形膨胀囊、425铁芯、426磁环、427蓄热囊、428保温球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种矿区露天开采冬季防冻钻具，包括钻头1,钻头1的顶部焊接有连接座2，且钻头1的侧表面沿自身刀片方向呈螺旋状开设有若干等距分布的通孔3，每个通孔3内均设置有导流防冻机构4。
导流防冻机构4包括驱动电机41、热量释放机构42、连接曲折杆43、摩擦环44、扰流片45和弧形导流片46，驱动电机41固定安装在钻头1的内底部，热量释放机构42固定安装在通孔3内，连接曲折杆43的数量为三个，且三个连接曲折杆43呈等距环绕状固定连接在驱动电机41的输出轴上，若干摩擦环44呈列状等距套接在连接曲折杆43上，每个连接曲折杆43相背驱动电机41输出轴轴线的一侧均固定连接有扰流片45。
热量释放机构42包括导热弯折片421、摩擦半球体422、导热杆423、环形膨胀囊424、铁芯425、磁环426、蓄热囊427和保温球428，导热弯折片421固定连接在钻头1的内侧壁上并位于通孔3的后端，摩擦半球体422嵌装在导热弯折片421的中部，导热杆423的左端与摩擦半球体422的右侧固定连接，且导热杆423的右端延伸至通孔3内，环形膨胀囊424套装在导热杆423上并与通孔3的内壁贴合，若干铁芯425呈等距环绕状嵌装在环形膨胀囊424的薄壁内，磁环426嵌装在通孔3内并与环形膨胀囊424的表面接触，蓄热囊427两个为一组分别穿插在单个导热弯折片421的上下两侧并嵌入钻头1的内壁，且保温球428六个为一组放置在单个蓄热囊427内，摩擦半球体422相背导热杆423的一侧与摩擦环44的外曲面滑动连接，且摩擦环44的内曲面通过焊接的方式与连接曲折杆43固定连接，弧形导流片46与钻头1的内壁固定连接并位于导热弯折片421的后侧，且弧形导流片46的纵向长度大于通孔3的孔径，摩擦环44、导热弯折片421、摩擦半球体422和导热杆423的材质均为铜制，弧形导流片46相背钻头1内壁一侧与驱动电机41输出轴轴线之间的直线距离小于扰流片45相背连接曲折杆43一侧与驱动电机41输出轴轴线之间的直线距离。
使用时，将钻头1通过连接座2与驱动源连接，钻头1在掘进过程中驱动电机41运作带动连接曲折杆43转动，使得摩擦环44转动与摩擦半球体422摩擦，摩擦产生的热量经由导热杆423传递至环形膨胀囊424，使其受热膨胀与通孔3内壁充分贴合，并经由自身表面对钻头1表面以及钻孔内进行热辐射导热，有效避免钻头1冻结的情况出现，同时部分热量经由导热弯折片421传递至蓄热囊427，并将热量通过热传递的方式积攒于保温球428，从而有效降低钻头1在与低温土层持续接触时自身热量的损耗速度，驱动电机41运作产生的热量以及摩擦产生的热量对钻头1内的空气进行加热，形成热空气，同时通过连接曲折杆43带动扰流片45转动形成热气流，当岩层内低温水体以及冷气流喷至钻头1表面时，达到一定低温程度时环形膨胀囊424温度过低收缩，此时环形膨胀囊424的收缩力大于铁芯425与磁环426之间的吸力，环形膨胀囊424收缩后不再对通孔3具有封闭效果，钻头1内的热气流在弧形导流片46的导向作用下经由通孔3喷出，通过热气流对冷气流和低温水体进行扰流，并有效提高钻孔内的温度，避免经由钻孔冒出的水体对周围回填岩粉形成冻结的情况，温度提升至一定程度后环形膨胀囊424重新吸热膨胀对通孔3进行封闭。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种矿区露天开采冬季防冻钻具，包括钻头(1),其特征在于：所述钻头(1)的顶部焊接有连接座(2)，且钻头(1)的侧表面沿自身刀片方向呈螺旋状开设有若干等距分布的通孔(3)，每个通孔(3)内均设置有导流防冻机构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种矿区露天开采冬季防冻钻具，其特征在于：所述导流防冻机构(4)包括驱动电机(41)、热量释放机构(42)、连接曲折杆(43)、摩擦环(44)、扰流片(45)和弧形导流片(46)，所述驱动电机(41)固定安装在钻头(1)的内底部，热量释放机构(42)固定安装在通孔(3)内，连接曲折杆(43)的数量为三个，且三个连接曲折杆(43)呈等距环绕状固定连接在驱动电机(41)的输出轴上，若干摩擦环(44)呈列状等距套接在连接曲折杆(43)上，每个连接曲折杆(43)相背驱动电机(41)输出轴轴线的一侧均固定连接有扰流片(45)。
3.根据权利要求2所述的一种矿区露天开采冬季防冻钻具，其特征在于：所述热量释放机构(42)包括导热弯折片(421)、摩擦半球体(422)、导热杆(423)、环形膨胀囊(424)、铁芯(425)、磁环(426)、蓄热囊(427)和保温球(428)，所述导热弯折片(421)固定连接在钻头(1)的内侧壁上并位于通孔(3)的后端，摩擦半球体(422)嵌装在导热弯折片(421)的中部，导热杆(423)的左端与摩擦半球体(422)的右侧固定连接，且导热杆(423)的右端延伸至通孔(3)内，环形膨胀囊(424)套装在导热杆(423)上并与通孔(3)的内壁贴合，若干铁芯(425)呈等距环绕状嵌装在环形膨胀囊(424)的薄壁内，磁环(426)嵌装在通孔(3)内并与环形膨胀囊(424)的表面接触，蓄热囊(427)两个为一组分别穿插在单个导热弯折片(421)的上下两侧并嵌入钻头(1)的内壁，且保温球(428)六个为一组放置在单个蓄热囊(427)内。
4.根据权利要求3所述的一种矿区露天开采冬季防冻钻具，其特征在于：所述摩擦半球体(422)相背导热杆(423)的一侧与摩擦环(44)的外曲面滑动连接，且摩擦环(44)的内曲面通过焊接的方式与连接曲折杆(43)固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种矿区露天开采冬季防冻钻具，其特征在于：所述弧形导流片(46)与钻头(1)的内壁固定连接并位于导热弯折片(421)的后侧，且弧形导流片(46)的纵向长度大于通孔(3)的孔径。
6.根据权利要求3所述的一种矿区露天开采冬季防冻钻具，其特征在于：所述摩擦环(44)、导热弯折片(421)、摩擦半球体(422)和导热杆(423)的材质均为铜制，弧形导流片(46)相背钻头(1)内壁一侧与驱动电机(41)输出轴轴线之间的直线距离小于扰流片(45)相背连接曲折杆(43)一侧与驱动电机(41)输出轴轴线之间的直线距离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010794860.2A CN111963063A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 一种矿区露天开采冬季防冻钻具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010794860.2A CN111963063A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 一种矿区露天开采冬季防冻钻具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111963063A true CN111963063A (zh) | 2020-11-20 |
Family
ID=73364187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010794860.2A Withdrawn CN111963063A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 一种矿区露天开采冬季防冻钻具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111963063A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113431484A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-24 | 张澍 | 一种具有调节齿轮的一体化变频电机 |
-
2020
- 2020-08-10 CN CN202010794860.2A patent/CN111963063A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113431484A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-24 | 张澍 | 一种具有调节齿轮的一体化变频电机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103643913B (zh) | 冰层空气涡轮反循环连续取心孔底动力钻具 | |
| CN111963063A (zh) | 一种矿区露天开采冬季防冻钻具 | |
| CN103334757A (zh) | 一种冻结管、冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法 | |
| CN110106863A (zh) | 一种热电制冷人工地层冻结器 | |
| CN110485969B (zh) | 一种开采干热岩地热资源的装置及其钻孔成孔方法 | |
| CN108119064B (zh) | 一种快速降温打孔设备 | |
| CN106481297B (zh) | 一种涡流管式保温取样钻具 | |
| CN111472344B (zh) | 一种提取上部冻结壁内侧冷量用于加强下部冻结的方法 | |
| CN109630076A (zh) | 一种径向水平井与降压注热联合开采天然气水合物的方法 | |
| CN205208988U (zh) | 新型地热相变蓄能换热装置 | |
| CN107642329A (zh) | 一种中深层u型对接地热井套管管路密封运行的工艺方法 | |
| CN112303942B (zh) | 一种干热岩非压裂对接井取热装置 | |
| CN101368380B (zh) | 一种泄洪槽的加糙消能方法 | |
| CN115030753B (zh) | 防冻胀巷道保温支护系统及其施工方法和保温控制方法 | |
| CN108678709A (zh) | 一种地热井井筒套管 | |
| CN110455109B (zh) | 一种能源隧道热交换装置 | |
| CN216076997U (zh) | 一种大口径中深层同心管换热井身结构 | |
| CN206300299U (zh) | 一种地温蓄能交换装置 | |
| CN208154874U (zh) | 中深层地源井闭式循环换热量提升系统装置 | |
| CN211773558U (zh) | 一种多节连接自钻冻结管 | |
| CN110984125B (zh) | 一种分段控制式液氮冻结器及工作方法 | |
| US3881777A (en) | Apparatus and method for large tunnel excavation in soft and incompetent rock or ground | |
| CN203335083U (zh) | 一种冻结管及冻结器 | |
| CN211314171U (zh) | 一种开采干热岩地热资源的装置 | |
| CN209892221U (zh) | 一种具有冷冻功能的常压换刀刀盘 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20201120 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |