CN111561846B - 一种连续***钻进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连续***钻进装置，包括钻头，所述钻头的后端连接有导流管体，所述导流管体外同轴地套设有防爆筒管体，所述防爆筒管体开设有若干防爆网眼孔；所述导流管体与所述防爆筒管体之间留设有空隙；所述导流管体在所述防爆筒管体内相对转动或前后移动；所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔；所述导流管体内沿长度方向开设有注药通道；所述注药通道与所述注药孔连通；所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁固定有前封液环；所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的内壁设有后封液环。可填充液体***进行***，控制***的***方向，***效果好，而且***与钻岩可同时进行，不需取出钻头即可继续填充***，***效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种***钻进装置，尤其涉及一种连续***钻进装置。
背景技术
目前，在铁路、公路、地铁、钻山等隧道工程施工作业中，常使用人工***式开挖和自动旋转刀削式两种掘进方式进行施工。人工***式须将开凿的岩石进行钻孔后填充固体******，而后清渣再进行下一轮次的施工，这种方法只能是人工开挖，将***与钻岩分离，钻头退出后才填充***，***没有与钻岩装置配合使用，填药过程复杂，影响掘进进度，施工效率有待提高。自动旋转式钻进采用削片式拱刀，通过刀片的旋转进行物理切削，虽为自动化，但使用物理切削，其效果与***不能相比。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种连续***钻进装置，可填充液体***进行***，控制***的***方向，***效果好，而且***与钻岩可同时连续进行，不需取出钻头即可继续填充***，***效率高。
为了解决上述技术问题，本发明的所述连续***钻进装置，包括钻头，所述钻头的后端连接有导流管体，所述导流管体外同轴地套设有防爆筒管体，所述防爆筒管体开设有若干防爆网眼孔。
所述导流管体与所述防爆筒管体之间留设有空隙。
所述导流管体在所述防爆筒管体内相对转动或前后移动。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有注药通道。
所述注药通道与所述注药孔连通。
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁固定有前封液环。
所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的内壁设有后封液环。
每个所述防爆网眼孔的孔径从所述防爆筒管体的内侧壁至所述防爆筒管体的外侧壁逐渐缩小。
所述防爆网眼孔接近圆球形。
所述防爆筒管体沿钻岩方向的前部内侧壁开设有前注泥孔。
所述防爆筒管体内沿长度方向开设有前注泥通道。
所述前注泥通道与所述前注泥孔连通。
所述防爆筒管体沿钻岩方向的前部内侧壁开设有前注沙孔。
所述防爆筒管体内沿长度方向开设有前注沙通道。
所述前注沙通道与所述前注沙孔连通。
所述前注沙孔位于所述前注泥孔沿钻岩方向的前端。
所述防爆筒管体沿钻岩方向的前部的外壁固定有前封堵环。
所述前封堵环位于所述前封液环沿钻岩方向的前端。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注泥孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有后注泥通道。
所述后注泥通道与所述后注泥孔连通。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注沙孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有后注沙通道。
所述后注沙通道与所述后注沙孔连通。
所述后注沙孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的后端。
所述注药孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的前端。
所述后注沙孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端。
所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的外壁固定有后封堵环。
所述后封堵环位于所述后封液环沿钻岩方向的后端。
所述后封液环包括扇形叶片和连接部。
所述连接部套设在所述导流管体外。
所述连接部在所述防爆筒管体内相对转动。
所述后封液环至少有两个。
每个所述后封液环的扇形叶片相互抵接。
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述防爆筒管体和所述导流管体之间缝隙的截面积。
所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的内壁固定有卡圈。
所述卡圈有两个。
多个所述后封液环的两端面抵接在两个所述卡圈的内侧。
所述前封液环与所述防爆筒管体采用过盈配合。
所述导流管体沿钻岩方向的中部外侧壁开设有点火孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有点火通道。
所述点火通道内设置有点火线。
所述点火线与所述点火孔连通。
所述点火线沿钻岩方向的后部连接有起爆装置。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的连续***钻进装置作进一步的详细描述。
图1为本发明连续***钻进装置注药状态结构示意图。
图2为本发明连续***钻进装置注药后状态结构示意图。
图3为本发明图1中A-A线剖视结构示意图。
图4为本发明图1中B-B线剖视结构示意图。
图5为本发明连续***钻进装置的防爆网眼孔外侧壁分布结构示意图。
图6为本发明连续***钻进装置的防爆网眼孔内侧壁分布结构示意图。
图中：1-钻头本体；2-导流管体；201-注药孔；202-导流管后注泥孔；203-导流管后注沙孔；204-导流管前封液环；211-点火孔；3-防爆筒管体3；301-防爆网眼孔；302-防爆筒后封液环；303-防爆筒前注泥孔；304-防爆筒前注沙孔；305-防爆筒前封堵环；306-防爆筒后封堵环；307-卡圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的一种实施方式如图1至图6所示，本实施方式提供了一种连续***钻进装置及其连续***钻进方法，钻头本体1的后端连接有导流管体2，所述导流管体2外同轴地套设有防爆筒管体3，所述防爆筒管体3开设有若干防爆网眼孔301。
所述导流管体2与所述防爆筒管体3之间留设有空隙。
所述导流管体2在所述防爆筒管体3内相对转动或前后移动。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有导流管注药孔201。
所述导流管体2内沿长度方向开设有注药通道。
所述注药通道与所述导流管注药孔201连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部的外壁固定有导流管前封液环204。
所述防爆筒管体3沿钻岩方向的后部的内壁设有防爆筒后封液环302。
每个所述防爆网眼孔301的孔径从所述防爆筒管体3的内侧壁至所述防爆筒管体3的外侧壁逐渐缩小。
所述防爆网眼孔301接近圆球形。
防爆网眼孔301可设计成辐射型或半辐射型；辐射型防爆网眼孔301***时冲击力向四周360°方向冲击，管体内壁呈豆状小球型面，减少爆冲阻力，外壁呈光面网眼，使防爆筒管体3的推进光滑流畅；半辐射型防爆网眼孔301一半设置为正常网眼，另一半对面1/3处不设网眼，于网眼条与网眼两夹处设与无网眼一面平行向的网孔，帮助防爆筒管体3呈平光***。
所述防爆筒管体3沿钻岩方向的前部内侧壁开设有防爆筒前注泥孔303。
所述防爆筒管体3内沿长度方向开设有前注泥通道。
所述前注泥通道与所述防爆筒前注泥孔303连通。
所述防爆筒管体3沿钻岩方向的前部内侧壁开设有防爆筒前注沙孔304。
所述防爆筒管体3内沿长度方向开设有前注沙通道。
所述前注沙通道与所述防爆筒前注沙孔304连通。
所述防爆筒前注沙孔304位于所述防爆筒前注泥孔303沿钻岩方向的前端。
所述防爆筒管体3沿钻岩方向的前部的外壁固定有防爆筒前封堵环305。
所述防爆筒前封堵环305位于所述导流管前封液环204沿钻岩方向的前端。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有导流管后注泥孔202。
所述导流管体2内沿长度方向开设有后注泥通道。
所述后注泥通道与所述导流管后注泥孔202连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有导流管后注沙孔203。
所述导流管体2内沿长度方向开设有后注沙通道。
所述后注沙通道与所述导流管后注沙孔203连通。
所述导流管后注沙孔203位于所述导流管后注泥孔202沿钻岩方向的后端。
所述注药孔201位于所述导流管后注泥孔202沿钻岩方向的前端。
所述导流管后注沙孔203位于所述防爆筒后封液环302沿钻岩方向的前端。
注沙通道内设有带有眼孔的管道，防止注沙通道堵塞。
注沙通道出沙口处设有单向阀；进沙口设为常开对插式输道口。
所述防爆筒管体3沿钻岩方向的后部的外壁固定有防爆筒后封堵环306。
所述防爆筒后封堵环306位于所述防爆筒后封液环302沿钻岩方向的后端。
所述防爆筒后封液环302包括扇形叶片和连接部。
所述连接部套设在所述导流管体2外。
所述连接部在所述防爆筒管体3内相对转动。
所述后封液环至有三个。
每个所述防爆筒后封液环302的扇形叶片相互抵接。
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述防爆筒管体3和所述导流管体2之间缝隙的截面积。
每个所述扇形叶片的角度在120°至360°之间。
所述防爆筒管体3沿钻岩方向的后部的内壁固定有卡圈307。
所述卡圈307有两个。
多个所述防爆筒后封液环302的两端面抵接在两个所述卡圈307的内侧。
所述导流管前封液环204与所述防爆筒管体3采用过盈配合。
所述导流管体2沿钻岩方向的中部外侧壁开设有点火孔211。
所述导流管体2内沿长度方向开设有点火通道。
所述点火通道内设置有点火线。
所述点火线与所述点火孔211连通。
所述点火线沿钻岩方向的后部连接有起爆装置。
所述防爆筒管体3可对***起爆后形成的石渣作支撑维护。所述防爆筒管体3内与所述导流管体2外形成一定空间，冲击钻头在石渣未清理完毕的情况下，能继续钻进并顺畅排渣。点火后，******通过防爆网眼孔301对岩石、地层进行冲击，渣屑通过所述防爆筒管体3和所述导流管体2之间的缝隙排出。
所述防爆筒管体3具有独立的旋转导流和伸缩***，其行程位于所述导流管体2外部与钻孔内壁之间。防爆筒管体3的选材需要能抵抗***冲击，抵抗来自石渣的压力。防爆筒管体3沿钻岩方向的前端设置有耐磨扶正套管，套管前端设置有开孔，与排渣通道连通。防爆筒管体3沿钻岩方向的后端设置有旋转和推进装置。
所述冲击器与所述防爆筒管体3之间设置有导向装置。所述导向装置为与所述防爆筒管体3有一定角度的短节。钻进时，钻头不旋转，定向时导向装置左右微旋转，达到定向前行的目的。
所述连续***钻进方法包括以下步骤:
S1，通过连续***装置向起爆段沿钻岩方向的前端和后端同时注泥，分别形成前泥柱和后泥柱。
S2，通过连续***装置向所述前泥柱沿钻岩方向的前端和所述后泥柱沿钻岩方向的后端同时注沙，分别形成前沙段和后沙段。
S3，通过连续***装置向所述前泥柱和所述后泥柱之间注入***药。
S4，通过连续***装置对所述***药点火，实施***。
在S1中，形成前泥柱和后泥柱的步骤包括:
S11，将所述导流管沿钻岩方向向前推入，至所述导流管前封液环204位于所述防爆筒前注沙孔304前端。
S12，分别向所述前注泥通道和所述后注泥通道注泥，同时旋转所述导流管体2，泥浆分别从所述防爆筒前注泥孔303和所述导流管后注泥孔202流出，在所述导流管体2与所述防爆筒管体3之间分别形成前泥柱和后泥柱。
在S2中，形成前沙段和后沙段的步骤包括:
S21，将所述导流管沿钻岩方向向前推入，至所述导流管前封液环204位于所述防爆筒前注沙孔304前端。
S22，分别向所述前注沙通道和所述后注沙通道注沙，同时旋转所述导流管体2，沙体分别从所述防爆筒前注沙孔304和所述导流管后注沙孔203流出，在所述导流管体2与所述防爆筒管体3之间、前泥柱沿钻岩方向前端和所述后泥柱沿钻岩方向后端分别形成前沙段和后沙段。
在S3中，注入***药的步骤包括:
S31，将所述导流管沿钻岩方向向前推入，至所述导流管前封液环204位于所述防爆筒前注沙孔304前端。
S32，向所述注药通道注入***药，药液从所述注药孔流出，填满所述前泥柱和所述后泥柱之间的空隙。
在S4中，所述点火步骤包括:
S41，将所述导流管沿钻岩方向向后拉动，至所述导流管前封液环204位于所述防爆筒前注泥孔303后端。
S42，启动所述起爆装置，通过点火线对所述***药点火。
点火后，******通过防爆网眼孔301对岩石、地层进行冲击，渣屑通过所述防爆筒管体3和所述导流管体2之间的缝隙排出。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种连续***钻进装置，包括钻头，其特征在于，所述钻头的后端连接有导流管体，所述导流管体外同轴地套设有防爆筒管体，所述防爆筒管体开设有若干防爆网眼孔；
所述导流管体与所述防爆筒管体之间留设有空隙；
所述导流管体在所述防爆筒管体内相对转动或前后移动；
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有注药通道；
所述注药通道与所述注药孔连通；
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁固定有前封液环；
所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的内壁设有后封液环；
所述防爆筒管体沿钻岩方向的前部内侧壁开设有前注泥孔；
所述防爆筒管体内沿长度方向开设有前注泥通道；
所述前注泥通道与所述前注泥孔连通；
所述防爆筒管体沿钻岩方向的前部内侧壁开设有前注沙孔；
所述防爆筒管体内沿长度方向开设有前注沙通道；
所述前注沙通道与所述前注沙孔连通；
所述前注沙孔位于所述前注泥孔沿钻岩方向的前端。
2.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，每个所述防爆网眼孔的孔径从所述防爆筒管体的外侧壁至所述防爆筒管体的内侧壁逐渐缩小。
3.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述防爆筒管体沿钻岩方向的前部的外壁固定有前封堵环；
所述前封堵环位于所述前封液环沿钻岩方向的前端。
4.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注泥孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有后注泥通道；
所述后注泥通道与所述后注泥孔连通；
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注沙孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有后注沙通道；
所述后注沙通道与所述后注沙孔连通；
所述后注沙孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的后端；
所述注药孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的前端；
所述后注沙孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端。
5.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的外壁固定有后封堵环；
所述后封堵环位于所述后封液环沿钻岩方向的后端。
6.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述后封液环包括扇形叶片和连接部；
所述连接部套设在所述导流管体外；
所述连接部在所述防爆筒管体内相对转动；
所述后封液环至少有两个；
每个所述后封液环的扇形叶片相互抵接；
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述防爆筒管体和所述导流管体之间缝隙的截面积。
7.根据权利要求6所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述防爆筒管体沿钻岩方向的后部的内壁固定有卡圈；
所述卡圈有两个；
多个所述后封液环的两端面抵接在两个所述卡圈的内侧。
8.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述前封液环与所述防爆筒管体采用过盈配合。
9.根据权利要求1所述的连续***钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的中部外侧壁开设有点火孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有点火通道；
所述点火通道内设置有点火线；
所述点火线与所述点火孔连通；
所述点火线沿钻岩方向的后部连接有起爆装置。
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