CN1297098A - 高压水射流可控自旋转钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种高压水射流可控自旋转钻头,属于矿业机械领域,具体来讲它涉及到地下、地面实现各种岩矿层的大孔径水平、垂直和拐弯的深孔钻进和割缝方案。钻头内有一盲空心头,旋转喷头上的可调节喷嘴喷出多个轨迹为圆锥体的高压水旋转体,利用水的冲击动量切割介质,实现钻头的功能。并可连续长距离钻进。

Description

高压水射流可控自旋转钻头
本发明高压水射流可控自旋转钻头属于矿业机械领域，具体来讲它涉及到地下、地面实现各种岩矿层的大孔径水平、垂直和拐弯的深孔钻进和割缝方案。
本发明的背景技术：现有的钻头多为机械式，靠切削刃钻进，钻杆驱动型钻进长度受钻杆长度的限制，钻长孔时需频繁更换钻杆且劳动强度大、成本高并方向控制复杂。带动力头钻进型则拐弯半径大，同样存在设备笨重问题。而水力型钻头为单水柱，靠螺旋体形成圆柱或圆锥水柱进行切割，其能量消耗太大，对设备要求很高。
本发明的设计目的：设计一种高压水作动力的钻头，实现深长孔连续钻进，并保证成孔质量和易于控制。减轻工人的劳动强度和提高工作效率。
本发明的设计方案：高压水射流可控自旋转钻头有一盲空心轴作为支撑轴，轴的后端有高压水接口，轴的中部有可调节的驱动水喷嘴。轴上套有内齿式驱动叶轮，叶轮由滚动轴承支承，叶轮被驱动水喷嘴喷出的高压水驱动旋转，叶轮用平键与谐波减速器相连，带动谐波减速器的输入端旋转，谐波减速器的输出端用内六角螺钉与连接架固定，通过销轴带动旋转喷头旋转。谐波减速器的定位由连接套固定在主轴上解决。盲空心轴的前端装轴端螺母，对旋转喷头起定位作用和保护装置的整体。同时高压水由盲空心轴前部的径向小孔进入旋转喷头的高压水空腔，由旋转喷头上的可调节喷嘴喷出。喷嘴沿旋转喷头锥面圆周布置，成螺旋状分布。高压水由旋转喷头喷出后形成多个轨迹为圆锥体的高压水旋转体。利用水的冲击动量切割介质，实现钻头的功能。
本发明与背景技术相比，能实现煤层及各种岩矿层的快速连续钻长孔和割缝。并减轻工人的劳动强度和提高工作效率。
附图说明：
图1是本发明的结构图
附图标号说明：
1-盲空心主轴 2-连接套   3-滚动轴承 4-减速器   5-连接架
6-钻头体     7-工作喷嘴 8-轴端螺母 9-动力喷嘴 10-叶轮
结合附图对本发明作以叙述：
高压水射流可控自旋转钻头，盲空心主轴1位于叶轮10和钻头体6内，并由轴端螺母8定位，叶轮10由滚动轴承3支承，高压水通过盲空心主轴1由动力喷嘴9喷出，带动叶轮10旋转，叶轮10通过键连接再带动减速器4旋转，减速器4的定位由连接套2完成，减速器4通过内六角螺钉带动连接架5旋转，连接架5通过销轴带动钻头体6旋转，同时高压水通过盲空心主轴1的中前部径向孔进入钻头体6的高压腔，然后经工作喷嘴7喷出，形成螺旋圆锥冲击体，切割介质，完成工作。
本发明的优点及用途；本发明是高压水钻机的关键部分，其优点是使用相对较小的动力，在地下、地面实现各种岩矿层的大孔径水平、垂直和拐弯的深孔钻进和割缝。通过这一技术，解决能源、资源开发中长期难于解决的技术难题，实现其技术进步。
最佳实施例：
图1就是一个最佳实施例，它的总长为160mm，最大外径为75mm。轴端螺母为M12×1.5，高压水接口的内螺纹尺寸为M22×2。

Claims (2)

1．高压水射流可控自旋转钻头是一种煤层和各种岩矿层的切割、钻孔和割缝的高压水射流钻头，其特征是：以高压水作为切割介质和驱动钻头旋转的动力，装置中盲空心轴(1)作为支承，盲空心轴(1)的后边有环形出水孔，盲空心轴中装有轴承(3)，轴承(3)内嵌入驱动叶轮(10)，驱动叶轮(10)通过键与减速器(4)输入端相连，减速器(4)通过连接套(2)与盲空心轴(1)固定定位，减速器(4)输出端由内六角螺钉与连接架(5)固定，连接架(5)通过销轴带动旋转钻头(6)旋转，旋转钻头(6)上螺旋分布内螺纹孔，内螺纹孔上装有喷嘴，旋转钻头(6)内为空腔，盲空心轴(1)的后端有内螺纹孔，前端有外螺纹接头，外螺纹接头上装有轴端螺母(8)。
2．根据权利要求1所述的高压水射流可控自旋转钻头装置，其特征是：盲空心轴(1)的后端内螺纹孔的底部是一个环形平面，装在盲空心轴(1)上的动力喷嘴(9)，其轴线与盲空心轴的轴线垂直相错，且都朝同一方向偏斜，旋转钻头(6)上的部分工作喷嘴(7)体轴线与盲空心轴(1)的轴线相交，旋转钻头(6)上的部分工作喷嘴(7)体轴线与盲空心轴(1)的轴线平行，盲空心轴(1)与旋转钻头(6)配合部分开有环形小沟槽，连接套(2)上设有螺孔，并配有用以紧固定位用的锁紧螺钉。
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