CN220365512U - 一种气动潜孔锤及其钻头斜面定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气动潜孔锤及其钻头斜面定位装置，其中，钻头斜面定位装置包括固定设置的支撑套及至少一组沿轴向分布于支撑套的磁性组件；每组磁性组件包括若干块嵌固于支撑套的磁铁，每组磁性组件的全部磁铁沿支撑套的周向呈扇形分布，每组磁性组件的全部磁铁所围成的扇形结构与钻头斜面的扇形结构二者在轴向上重合且夹角一致；还包括用于感应每组磁性组件的磁场强度的磁感应探头及与磁感应探头相连的控制器，控制器用于根据磁感应探头反馈的感应信号判断钻头斜面的位置。本实用新型中气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，无需设置防震装置，结构得到简化，成本有所降低。

Description

一种气动潜孔锤及其钻头斜面定位装置

技术领域

本实用新型涉及潜孔锤技术领域，特别涉及一种气动潜孔锤及其钻头斜面定位装置。

背景技术

气动潜孔锤通常以压缩空气为动力推动潜孔锤工作，利用潜孔锤对钻头的往复冲击作用来达到破碎岩石的目的，无需泥浆系统，设备占地面积小，对环境和地层污染小，特别适合大长隧道掌子面前方围岩勘探。

当前气动潜孔锤施工方法是在中硬岩地层破岩钻进效率最高的施工方法，但是通常气动潜孔锤都是用在垂直钻进，水平定向钻进与垂直井钻进有很大的不同，除了需要钻进，在长距离水平定向钻进中，当钻进轨迹由于水平钻进钻具的特殊受力状态以及钻进参数、地层参数等原因偏移预定轨迹时，就需要采取导向钻进进行定位纠偏。

现有的气动潜孔锤大多采用一种斜面钻头结构，当钻杆做全方位360度回转时，潜孔锤做直线钻进运动，斜面潜孔锤的导向钻进主要是通过操作钻机使钻杆带动潜孔锤先顺时针回转一定角度，然后逆时针回转一定角度，这时导向钻头在侧向力的作用下，偏离原方向，进入新轨迹进行钻进，就可达到导向的效果。但是在实际施工中，可能会遇到不能准确定位潜孔锤的钻头斜面所在位置的情况，这样就不能准确的纠正钻进轨迹。

基于这样的原因，目前采用较多的是在潜孔锤内部设置水平定向钻进导向仪信号发射探棒，通过发射出的磁信号可以判断出钻头斜面的所在位置，但是这种装置不允许有强烈振动，而潜孔锤钻进时冲击频率高，振动幅度大，所以需要防震装置对探棒起到减震作用避免其因振动而损坏，因此这样的装置结构较为复杂，成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种气动潜孔锤及其钻头斜面定位装置，每组磁性组件的全部磁铁所围成的扇形结构与钻头斜面的扇形结构二者在轴向上重合且夹角一致，利用每组磁性组件所产生的磁场来判断钻头斜面的位置，结构较简单，成本较低。

本实用新型所提供的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，包括固定设置的支撑套及至少一组沿轴向分布于支撑套的磁性组件；每组磁性组件包括若干块嵌固于支撑套的磁铁，每组磁性组件的全部磁铁沿支撑套的周向呈扇形分布，每组磁性组件的全部磁铁所围成的扇形结构与钻头斜面的扇形结构二者在轴向上重合且夹角一致；还包括用于感应每组磁性组件的磁场强度的磁感应探头及与磁感应探头相连的控制器，控制器用于根据磁感应探头反馈的感应信号判断钻头斜面的位置。

优选地，支撑套的侧壁设有至少一个安装孔，每个安装孔内安装有一个磁铁，每个安装孔的两端均填充有用于固定磁铁的黏胶层。

优选地，每个安装孔为阶梯孔，阶梯孔内形成有用于与磁铁的端面相抵的限位台阶面。

优选地，磁感应探头的长度大于支撑套的长度。

优选地，磁感应探头装于小钻杆，小钻杆插设于支撑套内。

优选地，还包括固定设置的固定套，支撑套装于固定套内，支撑套与固定套可拆卸连接。

优选地，支撑套与固定套螺纹连接。

优选地，固定套与支撑套之间设有密封件。

本实用新型所提供的气动潜孔锤，包括过渡接头和上述任一项所述的钻头斜面定位装置，钻头斜面定位装置设于过渡接头内。

优选地，还包括具有斜面的钻头、防护壳和大钻杆，钻头、防护壳、过渡接头和大钻杆沿轴向依次相连。

相对于背景技术，本实用新型所提供的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，包括支撑套、至少一组磁性组件、磁感应探头和控制器，支撑套固定设置，各组磁性组件沿轴向分布于支撑套上，每组磁性组件包括若干块磁铁，全部磁铁均嵌固于支撑套上并沿周向呈扇形分布。每组磁性组件的全部磁铁所围成的扇形结构与钻头斜面的扇形结构二者在轴向上重合且夹角一致。当磁感应探头进入支撑套时，磁感应探头感应每组磁性组件的磁场强度，并反馈感应信号至控制器，控制器接收感应信号后判断钻头斜面的位置。本实用新型中气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，无需设置防震装置，结构得到简化，成本有所降低。

本实用新型所提供的气动潜孔锤，包括上述钻头斜面定位装置，具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置的剖视图；

图2为图1中部分部件的剖视图；

图3为图1中支撑套的横截面图；

图4为图1中小钻杆的剖视图；

图5为图1中钻头的局部主视图；

图6为图5的侧视图。

附图标记如下：

支撑套11、磁性组件12、磁感应探头13、小钻杆14、固定套15、密封件16、过渡接头17、钻头18、防护壳19和大钻杆20；

磁铁121和黏胶层122；

斜面181。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

首先需要说明的，本实用新型适应于钻头设有斜面的气动潜孔锤，该斜面呈扇形，夹角为θ，并与钻头的中心轴线呈角度设置。文中的钻头斜面具体是指钻头18的斜面181。

本实用新型实施例公开了一种气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，如图1至图6所示，包括支撑套11、至少一组磁性组件12、磁感应探头13和控制器。

支撑套11固定设置，主要起支撑作用。支撑套11可呈圆筒状，但不限于此。全部磁性组件12沿轴向分布于支撑套11，用于为磁感应探头13提供磁场。支撑套11上具体设有两组磁性组件12，但不限于此。

每组磁性组件12包括若干块磁铁121，每个块磁铁121均嵌固于支撑套11的侧壁上。每组磁性组件12的全部磁铁121沿支撑套11的周向呈扇形分布，任意相邻两磁铁121之间的夹角相等。关键的是，每组磁性组件12的全部磁铁121所围成的扇形结构与钻头斜面的扇形结构二者在轴向上重合且夹角一致，使磁感应探头13能利用磁性组件12的磁场来间接判断钻头斜面的位置。具体地，每组磁性组件12可包括十八块磁铁121，每组磁性组件12的全部磁铁121所围成的扇形结构夹角也为θ，但每组磁性组件12的磁铁121数量不限于此。

磁感应探头13用于感应每组磁性组件12的磁场强度，其结构及工作原理具体可参考现有技术。控制器与磁感应探头13相连，控制器用于根据磁感应探头13反馈的感应信号判断钻头斜面的位置。控制器可连接显示屏，显示屏用于根据控制器反馈的信息实现显示钻头斜面的位置。

综上所述，本实用新型中气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，无需设置防震装置，结构得到简化，成本有所降低。

支撑套11的侧壁设有至少一个安装孔，每个安装孔内安装有一个磁铁121，每个安装孔的两端均填充有黏胶层122，磁铁121处于两黏胶层122之间，使磁铁121固定在安装孔内。需要注意的是，黏胶层122可以是无磁胶凝固而成。当然，磁铁121的固定方式不限于此。

每个安装孔为阶梯孔，阶梯孔内形成有限位台阶，限位台阶与磁铁121的端面相抵，用于沿径向限定磁铁121的位置，方便快速且准确地安装磁铁121。当然，安装孔也可以是圆柱孔，在此不做具体限定。

磁感应探头13的长度大于支撑套11的长度，使磁感应探头13能更好地感应每组磁性组件12所在截面的相位角度位置。

磁感应探头13装于小钻杆14，小钻杆14插设于支撑套11内，磁感应探头13能随小钻杆14同步转动，从而使磁感应探头13相对于各磁性组件12转动。考虑到每组磁性组件12的全部磁铁121呈扇形分布，每组磁性组件12在截面上产生不同程度的磁场变化。当小钻杆14延伸至磁性组件12所在区域时，旋转小钻杆14，使磁感应探头13能感应到每组磁性组件12的全部磁铁121所产生的磁场，越靠近每组磁性组件12中心的磁场越强，由此可判断出每组磁性组件12的相位角度位置，从而准确确定钻头斜面所在位置，避免在需要造斜钻进时无法确定局部回转的角度而影响导向钻进的进行。

上述钻头斜面定位装置还包括固定设置的固定套15，固定套15同轴设于过渡接头17内，用于为支撑套11提供支撑。支撑套11装于固定套15内，支撑套11与固定套15可拆卸连接。支撑套11与固定套15之间可采用螺纹连接，方便拆装。具体地，支撑套11设有螺纹套，固定套15设有螺纹槽，螺纹套与螺纹槽螺纹连接。当然，支撑套11与固定套15之间的连接方式不限于此。

需要注意的是，固定套15的内壁设有环形台阶面，支撑套11的一端与固定套15螺纹连接，另一端与环形台阶面相抵，用于轴向限定支撑套11。

固定套15与支撑套11之间设有密封件16，用于密封固定套15与支撑套11之间的缝隙，使固定套15与支撑套11之间的螺纹连接部分及各组磁性组件12均能与外界隔离开，避免影响各组磁性组件12。具体地，支撑套11的两端设有环形槽，密封件16具体可以是装于环形槽内的密封圈，但不限于此。

本实用新型实施例还公开了一种气动潜孔锤，包括过渡接头17和上述钻头斜面定位装置，钻头斜面定位装置设于过渡接头17内。

上述气动潜孔锤还包括钻头18、防护壳19和大钻杆20，钻头18具有斜面181，钻头18、防护壳19、过渡接头17和大钻杆20四者沿轴向依次相连，任意相连二者之间可采用螺纹连接，但不限于此。防护壳19可由无磁材料制成，避免干扰磁场。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，包括固定设置的支撑套(11)及至少一组沿轴向分布于所述支撑套(11)的磁性组件(12)；每组所述磁性组件(12)包括若干块嵌固于所述支撑套(11)的磁铁(121)，每组所述磁性组件(12)的全部所述磁铁(121)沿所述支撑套(11)的周向呈扇形分布，每组所述磁性组件(12)的全部所述磁铁(121)所围成的扇形结构与钻头斜面的扇形结构二者在轴向上重合且夹角一致；还包括用于感应每组所述磁性组件(12)的磁场强度的磁感应探头(13)及与所述磁感应探头(13)相连的控制器，所述控制器用于根据所述磁感应探头(13)反馈的感应信号判断所述钻头斜面的位置。

2.根据权利要求1所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，所述支撑套(11)的侧壁设有至少一个安装孔，每个所述安装孔内安装有一个所述磁铁(121)，每个所述安装孔的两端均填充有用于固定所述磁铁(121)的黏胶层(122)。

3.根据权利要求2所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，每个所述安装孔为阶梯孔，所述阶梯孔内形成有用于与所述磁铁(121)的端面相抵的限位台阶面。

4.根据权利要求1至3任一项所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，所述磁感应探头(13)的长度大于所述支撑套(11)的长度。

5.根据权利要求4所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，所述磁感应探头(13)装于小钻杆(14)，所述小钻杆(14)插设于所述支撑套(11)内。

6.根据权利要求1至3任一项所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，还包括固定设置的固定套(15)，所述支撑套(11)装于所述固定套(15)内，所述支撑套(11)与所述固定套(15)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，所述支撑套(11)与所述固定套(15)螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的气动潜孔锤的钻头斜面定位装置，其特征在于，所述固定套(15)与所述支撑套(11)之间设有密封件(16)。

9.一种气动潜孔锤，其特征在于，包括过渡接头(17)和权利要求1至8任一项所述的钻头斜面定位装置，所述钻头斜面定位装置设于所述过渡接头(17)内。

10.根据权利要求9所述的气动潜孔锤，其特征在于，还包括具有斜面(181)的钻头(18)、防护壳(19)和大钻杆(20)，所述钻头(18)、所述防护壳(19)、所述过渡接头(17)和所述大钻杆(20)沿轴向依次相连。