CN111578800A - 一种快速***钻进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速***钻进方法，包括以下步骤，S1，通过快速***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，通过快速***装置向所述前泥柱和所述后泥柱之间注入***药；S3，通过快速***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；S4，通过快速***装置对所述***药点火，实施***。可填充液体***进行***，***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***，钻进效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻进方法，尤其涉及一种快速***钻进方法。
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；而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。以上两种方式在施工中均效率低下。前者虽为***但只能是人工开挖；后者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快速***钻进方法，可填充液体***进行***，***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***，钻进效率高。
为了解决上述技术问题，本发明的所述快速***钻进方法，包括以下步骤：
S1，通过快速***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，通过快速***装置向所述前泥柱和所述后泥柱之间注入***药。
S3，通过快速***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。
S4，通过快速***装置对所述***药点火，实施***。
所述快速***装置包括导流管体，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设有前封堵环。
所述导流管体沿钻岩方向的后部的外壁设有后封液环。
所述注药孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端。
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注泥孔。
所述导流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。
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注沙孔。
所述导流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。
所述前注泥通道内设置有前泥泵。
所述前注沙通道内设置有前沙泵。
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。
所述后注泥通道内设置有后泥泵。
所述后注沙通道内设置有后沙泵。
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封液环。
所述前封堵环位于所述前注沙孔沿钻岩方向的前端。
所述前封液环位于所述前注泥孔沿钻岩方向的后端。
所述导流管体沿钻岩方向的后部设置有注药机构。
所述注药机构位于所述后封液环沿钻岩方向的后端。
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。
在S1中，形成前泥柱和后泥柱的步骤包括：
S11，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，泥浆分别从所述前注泥孔和所述后注泥孔流出。
S12，启动所述前泥泵吸附所述泥浆，开启所述前封液环，在所述导流管体与所钻岩地层侧壁之间分别形成前泥柱和后泥柱，所述前泥柱位于所述前封液环沿钻岩方向的后端。
在S2中，注入***药的步骤包括：
S21，启动所述注药机构，开启所述后封液环，向所述注药通道注入***药，所述***药从所述注药孔流出，在所述导流管体与所钻岩地层侧壁之间、所述前泥柱和所述后泥柱之间形成药液段。
S22，启动所述后泥泵，将所述后泥柱推至与所述***药抵接。
在S3中，形成前沙段和后沙段的步骤包括：
S31，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，沙体分别从所述前注沙孔和所述后注沙孔流出，在所述导流管体与所钻岩地层侧壁之间、所述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。
S32，启动所述前沙泵，开启所述前封液环，将所述前沙段吸至与所述前泥柱抵接。
S33，启动所述后沙泵，将所述后沙段推至与所述后泥柱抵接。
在S4中，所述点火步骤包括关闭所述后封液环，启动所述起爆装置，通过点火线对所述***药点火。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的快速***钻进方法作进一步的详细描述。
图1为本发明快速***钻进方法的快速***装置的结构示意图。
图2为本发明快速***钻进方法的快速***装置快速***钻进方法的快速***装置的气液动冲击钻头冲击端端面示意图。
图3为本发明快速***钻进方法的快速***装置的气液动冲击钻头侧视结构示意图。
图4为本发明快速***钻进方法的快速***装置的气液动组合冲击钻头的结构示意图。
图中：1-钻头本体；101-冲击齿；102-主侧冲击齿；103-副侧冲击齿；104-进气通道；105-排渣槽；11-副钻头；111-副进气通道；112-副排渣槽；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；205-导流管前注沙孔；206-导流管前封堵环；207-导流管后封液环；208-导流管前注泥孔；209-注药机构；210-注药开关；211-点火孔。
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所示，本实施方式提供了一种快速***钻进方法及其快速***装置，所述钻头本体1的后端连接有导流管体2。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔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注药孔201连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部的外壁设有导流管前封堵环206。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部的外壁设有导流管后封液环207。
所述注药孔201位于所述导流管后封液环207沿钻岩方向的前端。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁开设有导流管前注泥孔208。
所述导流管体2内沿长度方向开设有前注泥通道。
所述前注泥通道与所述导流管前注泥孔208连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁开设有导流管前注沙孔205。
所述导流管体2内沿长度方向开设有前注沙通道。
所述前注沙通道与所述导流管前注沙孔205连通。
所述导流管前注沙孔205位于所述导流管前注泥孔208沿钻岩方向的前端。
所述前注泥通道内设置有前泥泵。
所述前注沙通道内设置有前沙泵。
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。
所述后注泥通道内设置有后泥泵。
所述后注沙通道内设置有后沙泵。
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。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部的外壁设有导流管前封液环204。
所述导流管前封液环204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外相对转动。
所述导流管前封液环204有三个。
每个所述导流管前封液环204的扇形叶片相互抵接。
每个所述扇形叶片的角度在120°至360°之间。
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述导流管体2和所钻岩地层侧壁之间缝隙的截面积。
所述导流管前封堵环206位于所述导流管前注沙孔205沿钻岩方向的前端。
所述导流管前封液环204位于所述导流管前注泥孔208沿钻岩方向的后端。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述注药孔201开设有注药孔201控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述导流管前注泥孔208设置有前注泥孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述导流管前注沙孔205开设有前注沙孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述导流管后注泥孔202开设有后注泥孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述导流管后注沙孔203开设有后注沙孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部设置有注药机构209。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部设置有注药开关210。
所述注药机构209位于所述注药开关210沿钻岩方向的后端。
所述注药开关210位于所述导流管后封液环207沿钻岩方向的后端。
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。
所述快速***钻进方法包括以下步骤：
S1，通过快速***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，通过快速***装置向所述前泥柱和所述后泥柱之间注入***药。
S3，通过快速***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。
S4，通过快速***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，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，泥浆分别从所述导流管前注泥孔208和所述导流管后注泥孔202流出。
S12，启动所述前泥泵吸附所述泥浆，开启所述导流管前封液环204，在所述导流管体2与所钻岩地层侧壁之间分别形成前泥柱和后泥柱，所述前泥柱位于所述导流管前封液环204沿钻岩方向的后端。
在S2中，注入***药的步骤包括：
S21，启动所述注药机构，开启所述导流管后封液环207，向所述注药通道注入***药，所述***药从所述注药孔流出，在所述导流管体2与所钻岩地层侧壁之间、所述前泥柱和所述后泥柱之间形成药液段。
S22，启动所述后泥泵，将所述后泥柱推至与所述***药抵接。
在S3中，形成前沙段和后沙段的步骤包括：
S31，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，沙体分别从所述导流管前注沙孔205和所述导流管后注沙孔203流出，在所述导流管体2与所钻岩地层侧壁之间、所述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。
S32，启动所述前沙泵，开启所述导流管前封液环204，将所述前沙段吸至与所述前泥柱抵接。
S33，启动所述后沙泵，将所述后沙段推至与所述后泥柱抵接。
在S4中，所述点火步骤包括关闭所述导流管后封液环207，启动所述起爆装置，通过点火线对所述***药点火。
本发明的另一种实施方式如图2至图3所示，本实施方式提供了一种应用于快速快速***钻进方法的气液动冲击钻头，包括钻头本体1，所述钻头本体1的冲击端嵌设有若干冲击齿101。
每个所述冲击齿101均超出所述冲击端的端面。
所述冲击齿101采用硬合金金属。
所述钻头本体1采用软金属。
所述钻头本体1内部设置有多个进气通道104。
每个所述进气通道104的出口均延伸至所述冲击端的端面。
所述冲击端的圆周侧壁开设有多个排渣槽105。
每个所述排渣槽105的出口均延伸至所述冲击端的端面。
所述冲击齿101呈柱条状。
所述钻头本体1的冲击端还嵌设有多个主侧冲击齿102。
所述主侧冲击齿102分布在每个所述排渣槽105的出口两侧。
每个所述主侧冲击齿102均超出所述冲击端的端面。
所述主侧冲击齿102采用硬合金金属。
所述主侧冲击齿102呈柱条状。
所述钻头本体1的冲击端还嵌设有多个副侧冲击齿103。
所述副侧冲击齿103分布在每两个所述排渣槽105之间。
每个所述副侧冲击齿103均超出所述冲击端的端面。
所述副侧冲击齿103采用硬合金金属。
所述副侧冲击齿103呈柱条状。
所述钻头本体1内部设置有若干空穴。
所述钻头本体1的驱动端安装在冲击器上，冲击器与多个所述进气通道104形成闭合回路，当采用液压油作为冲击器的动力媒介时，则需要另外添加气或水、泥浆作携屑媒介，渣屑通过所述排渣槽105排出，当采用水或泥浆作为冲击器的动力媒介时，则不需添加其他回路，作功后的水或泥浆可直接将岩屑带出。
本发明的另一种实施方式如图4所示，本实施方式提供了一种应用于快速***钻进方法的气液动组合冲击钻头，所述气液动组合冲击钻头包括钻头本体1和副钻头11。
所述钻头本体1的驱动端和所述副钻头11的驱动端套均设在支架上。
所述钻头本体1的横截面呈圆柱形。
所述钻头本体1的冲击端嵌设有若干冲击齿101。
每个所述冲击齿101均超出所述钻头本体1的冲击端的端面。
所述冲击齿101采用硬合金金属。
所述钻头本体1采用软金属。
所述副钻头11的冲击端超出所述钻头本体1的冲击端的端面。
所述副钻头11采用硬合金金属。
所述钻头本体1内部设置有多个进气通道104。
每个所述进气通道104的出口均延伸至所述钻头本体1的冲击端的端面。
每个所述进气通道104在所述钻头的驱动端汇合后延伸至所述钻头本体1的驱动端的端面。
所述副钻头11的本体内部设置有多个副进气通道111。
每个所述副进气通道111的出口均延伸至所述副钻头11的冲击端的端面。
每个所述副进气通道111在所述副钻头11的驱动端汇合后延伸至所述副钻头11的驱动端的端面。
所述钻头的圆周侧壁开设有多个排渣槽105。
每个所述排渣槽105均从所述钻头的驱动端的端面延伸至所述钻头的冲击端的端面。
所述副钻头11的侧壁设置有若干凸块。
所述凸块成行成列排列。
每行所述凸块之间留有间隙。
每列所述凸块之间留有间隙。
每个所述凸块之间的间隙形成副排渣槽112。
所述支架的中央设置有通孔。
所述通孔呈圆形。
所述支架围绕所述通孔设置有多个副通孔。
所述钻头在所述通孔中前后移动或相对转动。
所述副钻头11设置有多个。
每个所述副钻头11分别在每个所述副通孔中前后移动。
所述冲击齿101呈柱条状。
所述钻头本体1的冲击端还嵌设有多个切削齿。
所述切削齿分布在每个所述排渣槽105的出口两侧。
每个所述切削齿均超出所述冲击端的端面。
所述切削齿采用硬合金金属。
所述切削齿呈柱条状。
所述钻头本体1的冲击端还嵌设有多个副侧冲击齿103。
所述副侧冲击齿103分布在每两个所述排渣槽105之间。
每个所述副侧冲击齿103均超出所述冲击端的端面。
所述副侧冲击齿103采用硬合金金属。
所述副侧冲击齿103呈柱条状。
所述钻头本体1内部设置有若干空穴。
所述钻头本体1和所述副钻头11的驱动端安装在冲击器上，冲击器与多个所述进气通道104和副进气通道111形成闭合回路，当采用液压油作为冲击器的动力媒介时，则需要另外添加气或水、泥浆作携屑媒介，渣屑通过所述排渣槽105和所述副排渣槽112排出，当采用水或泥浆作为冲击器的动力媒介时，则不需添加其他回路，作功后的水或泥浆可直接将岩屑带出。
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 (6)
1.一种快速***钻进方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过快速***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，通过快速***装置向所述前泥柱和所述后泥柱之间注入***药；
S3，通过快速***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；
S4，通过快速***装置对所述***药点火，实施***。
2.根据权利要求1所述的快速***钻进方法，其特征在于，
所述快速***装置包括导流管体，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设有前封堵环；
所述导流管体沿钻岩方向的后部的外壁设有后封液环；
所述注药孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端；
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注泥孔；
所述导流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；
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注沙孔；
所述导流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；
所述前注泥通道内设置有前泥泵；
所述前注沙通道内设置有前沙泵；
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；
所述后注泥通道内设置有后泥泵；
所述后注沙通道内设置有后沙泵；
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封液环；
所述前封堵环位于所述前注沙孔沿钻岩方向的前端；
所述前封液环位于所述前注泥孔沿钻岩方向的后端；
所述导流管体沿钻岩方向的后部设置有注药机构；
所述注药机构位于所述后封液环沿钻岩方向的后端；
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。
3.根据权利要求2所述的快速***钻进方法，其特征在于，在S1中，形成前泥柱和后泥柱的步骤包括：
S11，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，泥浆分别从所述前注泥孔和所述后注泥孔流出；
S12，启动所述前泥泵吸附所述泥浆，开启所述前封液环，在所述导流管体与所钻岩地层侧壁之间分别形成前泥柱和后泥柱，所述前泥柱位于所述前封液环沿钻岩方向的后端。
4.根据权利要求2所述的快速***钻进方法，其特征在于，在S2中，注入***药的步骤包括：
S21，启动所述注药机构，开启所述后封液环，向所述注药通道注入***药，所述***药从所述注药孔流出，在所述导流管体与所钻岩地层侧壁之间、所述前泥柱和所述后泥柱之间形成药液段；
S22，启动所述后泥泵，将所述后泥柱推至与所述***药抵接。
5.根据权利要求2所述的快速***钻进方法，其特征在于，在S3中，形成前沙段和后沙段的步骤包括：
S31，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，沙体分别从所述前注沙孔和所述后注沙孔流出，在所述导流管体与所钻岩地层侧壁之间、所述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；
S32，启动所述前沙泵，开启所述前封液环，将所述前沙段吸至与所述前泥柱抵接；
S33，启动所述后沙泵，将所述后沙段推至与所述后泥柱抵接。
6.根据权利要求2所述的快速***钻进方法，其特征在于，在S4中，所述点火步骤包括关闭所述后封液环，启动所述起爆装置，通过点火线对所述***药点火。
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|---|---|---|---|
| CN202010460989.XA CN111578800A (zh) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 一种快速***钻进方法 |
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