CN203334961U - 冰川钻探的钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于冰川钻探的钻头，其特征是：钻头与上层刀头连接，上层刀头居于钻身内，钻身呈筒体，筒体下部有三位刀头和钻身底部螺旋触面，三位刀头与钻身底部螺旋触面之间的夹角为45°，三位刀头在筒体底部呈120°等距间隔。下层刀头位于筒体内下部与筒壁连接，并与筒壁呈135°夹角，下层刀头所在平面与上层刀头所在平面相互交错。本实用新型设计钻身底部螺旋触面提高了钻孔作业的稳定性和安全性，上层刀头与下层刀头加强了钻头的使用寿命及破石碎冰能力，加之圆筒钻身保证了碎冰的垂直向上的抽离能力及钻孔孔径。
Description
技术领域
本实用新型属于汽油冰川花杆钻的钻头，是冰川物质平衡野观测作业点布设中使用的仪器配件，属于机械领域。
背景技术
冰川/冰盖作为气候变化的指示器，储存了全球淡水资源的75％，是气候变化及干旱区水文水资源研究的关注热点，具有重要的科学价值和社会意义。作为描述冰川特征和衡量冰川变化最基本的物理量，冰川物质平衡是联系大气圈-冰冻圈-水圈相互作用的关键要素。研究物质平衡变化及其与气候、水文间的关系亦成为最为当前气候、海洋、冰冻圈等学科关注的热点领域，也是国际“气候与冰冻圈研究计划”（CliC）、“全球变化与陆地生态计划”（LUCC）及中“国际冰川协会”（IGS）优先考虑的关键科学问题之一。花杆法是冰川学中物质平衡测量最传统、最基本的方法，也是最耗时、耗力、耗人的野外环节。在冰川上均匀布设和补充花杆，特别是对于半定位、定位监测的冰川，能高效、快捷且较少人参与的布置多根深度在3m左右（对于一般冰川而言，年消融量<3000mm.w.e.a）的花杆，是连续、均匀获取冰川物质平衡的关键所在。
目前，在山地冰川上多使用产生高压水蒸气的蒸汽钻钻取花杆孔。这种高压水蒸气的蒸汽钻存在负重大、操作时间长、操作人员多，危险性较高等一些不足。汽油冰川钻的实用新型 ，有效的克服了上述的不足。然而，这些钻的设计本身还存在一定问题，有待改进优化。例如其强劲的汽油动力，在冰面这样粗糙度较低的界面上垂直钻取，其安全性有待提升；此外，冰体中存在的碎石也有可能成为阻滞冰孔钻取的不利因素。因此，研制一种安全性高、能够破碎岩石、钻取强度大的钻头很有必要。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种冰川钻探的钻头。该钻头在用于冰孔钻取作业时，具有安全、稳定、破碎岩石能力强的特点。
本实用新型 的目的是通过以下技术方案来实现：
一种冰川钻探的钻头，主要包括：钻头与钻杆的衔接处、钻身、三位刀头、钻身底部螺旋触面、上层刀头和下层刀头。钻头与钻杆的衔接处与上层刀头连接，上层刀头居于钻身内，钻身呈筒体，筒体下部有三位刀头和钻身底部螺旋触面，三位刀头与钻身底部螺旋触面之间的夹角为45°，三位刀头在筒体底部呈120°等距间隔。下层刀头居于筒体内下部与筒壁连接，并与筒壁呈135°夹角，下层刀头所在平面与上层刀头所在平面相互交错。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、 三位刀头采用高强度钢轨硬质合金材质制作，提升了破碎岩石的能力。该三位刀头在筒体底面以120°等间距分布，保证了光滑面钻孔作业的稳定性和安全性。
2、三位刀头与螺旋触面呈45°夹角，从力学角度最大程度传递了垂直钻取作用力。
3、 圆筒钻身设计保证钻孔的孔径，同时增强了碎冰的抽离能力。
4、圆筒钻身内部的下层刀头与上层刀头交错设计，一方面实现了一定空间内的多碎冰触面，另一方面，也保证了下层钻刀毁坏的情形下上层刀头继续破冰。圆筒钻身、上层刀头和下层刀头相互配合，增强了碎冰在垂直向方向上的抽离能力。
5、本实用新型提高了冰川钻探的效率，为气候变化及干旱区水文水资源研究提供了器械支撑。
附图说明
图1是本实用新型的钻身示意图。
图2是图1中A-A面的俯视图。
图3是图1中B-B面的仰视图。
图4是图1中侧视图。
图5是钻头与钻杆连接图。
图中：1、钻头；2、钻身；3、三位刀头； 4、钻身底部螺旋触面；5、上层刀头；6、下层刀头。
具体实施方式
下面，结合附图，对本实用新型 的技术方案再作进一步的说明：
如图1-5所示，一种冰川钻探的钻头，主要包括：钻头与钻杆的衔接处1、钻身2、三位刀头3、钻身底部螺旋触面4、上层刀头5和下层刀头6。钻头与钻杆的衔接处1与上层刀头5连接，上层刀头5置放于钻身2内，钻身2呈筒体，筒体下部由三位刀头3和钻身底部螺旋触面4围成。三位刀头3与钻身底部螺旋触面4之间的夹角为45°，三位刀头3在筒体底部呈120°等距间隔。下层刀头6位于筒体内下部与筒壁连接，并与筒壁呈135°夹角，下层刀头6所在平面与上层刀头5所在平面相互交错。
在钻取过程中，钻头与钻杆连接，钻身2底部的三位刀头3接触雪冰面，钻身底部螺旋触面4沿旋转方向，接触雪冰面，内置下层刀头６和内置上层刀头5先后触冰破冰，同时在旋转的过程中有效地将碎冰携带抽离出钻身2，并沿螺旋钻杆抽离。上层刀头5；下层刀头6采用高强度钢轨硬质合金材质制作，在钻取过程中有效处理遭遇碎石的突发情况。
Claims (1)
1.一种冰川钻探的钻头，主要包括：钻头与钻杆的衔接处（1）、钻身（2）、三位刀头（3）、钻身底部螺旋触面（4）、上层刀头（5）和下层刀头（6）；其特征是：钻头与钻杆的衔接处（1）与上层刀头（5）连接，上层刀头（5）居于钻身（2）内，钻身（2）呈筒体，筒体下部有三位刀头（3）和钻身底部螺旋触面（4），三位刀头（3）与钻身底部螺旋触面（4）之间的夹角为45°，三位刀头（3）在筒体底部呈120°等距间隔；下层刀头（6）居于筒体内下部与筒壁连接，并与筒壁呈135°夹角，下层刀头（6）所在平面与上层刀头（5）所在平面相互交错。
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203334961U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104234629A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种用于冰川钻探的多层立体刀面钻头 |
| CN107859496A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-30 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 冰芯钻孔开口保护装置 |
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2013
- 2013-06-20 CN CN2013203526077U patent/CN203334961U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104234629A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种用于冰川钻探的多层立体刀面钻头 |
| CN104234629B (zh) * | 2013-06-20 | 2016-04-20 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种用于冰川钻探的多层立体刀面钻头 |
| CN107859496A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-30 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 冰芯钻孔开口保护装置 |
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Legal Events
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Granted publication date: 20131211 Termination date: 20140620 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model | ||
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Granted publication date: 20131211 Effective date of abandoning: 20160420 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20131211 Effective date of abandoning: 20160420 |
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| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |