權利要求書: 1.一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具的孔底沖擊碎巖方法,其中的超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具,包括有由混合室(2)、冷卻管(10)、殼體(3)、滑塊(14)、錘體(9)、沖擊鉆頭(21)、氣管(11)和油管(12);
所述混合室(2)安裝于殼體(3)上端,氣管(11)和油管(12)通入混合室(2)內(nèi),混合室(2)能將氣管(11)和油管(12)通入的一定比例空氣和燃料混合均勻;
殼體(3)中心開有圓柱形腔體,圓柱形腔體被錘體(9)隔斷為上腔(18)和下腔(19),圓柱形腔體外側(cè)開有上腔進氣道(15)、下腔進氣道(4)、上腔排氣口(17)、下腔排氣口(7)及冷卻通道(23);
所述上腔排氣口(17)與上腔信號道(16)和上腔排氣道(20)相聯(lián)通;
所述下腔排氣口(7)與下腔信號道(6)和下腔排氣道(8)相聯(lián)通;
所述滑塊(14)能在殼體(3)內(nèi)在氣壓的推動下左右滑動;滑塊(14)左右滑動時進氣口(13)可分別將混合室(2)與下腔(19)和上腔(18)相連通;
所述冷卻管(10)上端與氣管(11)相通,下端冷卻通道(23)相通,氣管(11)內(nèi)的部分空氣經(jīng)冷卻管(10)通入各冷卻通道(23)對殼體(3)進行冷卻,并同時攜帶巖屑上返至地面;
所述氣管(11)底端裝有單向閥,防止混合室(2)內(nèi)的燃料從冷卻管(10)流失;
所述冷卻通道(23)在殼體(3)內(nèi)均布6個并均與冷卻管(10)相通;
其特征在于:該方法是:先將超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具下放至孔底,由地面附屬設備通過氣管(11)和油管(12)向混合室(2)注入一定比例的空氣和燃料,空氣和燃料在混合室(2)內(nèi)混合后通過上腔進氣道(15)進入上腔(18);然后通過地面鉆機對超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具施壓,錘體(9)則相對于殼體(3)上行并逐漸堵住上腔進氣道(15)和上腔排氣口(17);錘體(9)上行壓縮上腔(18)內(nèi)的空氣和燃料的混合物,當上腔(18)內(nèi)的壓力逐步增大到燃料可以爆炸時,錘體(9)在上腔(18)內(nèi)爆炸產(chǎn)生的瞬間沖擊作用下下行并帶動沖擊鉆頭(21)沖擊孔底巖石;錘體(9)下行過程中逐漸漏出上腔排氣口(17)與上腔進氣道(15),上腔(18)爆炸產(chǎn)生的高壓氣體從上腔排氣口(17)排出,高壓氣體一部分經(jīng)上腔信號道(16)吹動滑塊(14)滑動,進而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)下腔進氣道(4)進入下腔(19),高壓氣體另一部分經(jīng)上腔排氣道(20)吹掃孔底并攜帶巖屑上返至地面;進入下腔(19)的空氣和燃料的混合物在錘體(9)下行產(chǎn)生的壓力下壓燃發(fā)生爆炸,下腔(19)內(nèi)爆炸產(chǎn)生的沖擊作用推動錘體(9)上行,錘體(9)上行的過程中逐漸漏出下腔排氣口(7)與下腔進氣道(4),下腔(19)內(nèi)爆炸產(chǎn)生的高壓氣體從下腔排氣口(7)排出,高壓氣體一部分經(jīng)下腔信號道(6)吹動滑塊(14)滑動,進而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)上腔進氣道(15)進入上腔(18);
另一部分高壓氣體經(jīng)下腔排氣道(8)吹掃孔底并攜帶巖屑上返至地面;如此循環(huán)往復實現(xiàn)對孔底巖石的沖擊破碎作用;冷卻管(10)內(nèi)分流的空氣進入各冷卻通道(23)對殼體進行冷卻,然后從冷卻通道(23)排至孔底并攜帶巖屑上返至地面;地面排出的氣體經(jīng)附屬設備進行凈化處理后排空。
說明書: 一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具及孔底沖擊碎巖方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及一種孔底沖擊碎巖鉆具,特別涉及一種孔底沖擊碎巖方法。背景技術[0002] 在基礎工程施工及鉆探工程中堅硬巖石的破碎是一個耗時、耗能、耗材的工序,尤其是硬質(zhì)脆性巖石的破碎會對工具造成巨大的磨損,降低工具的使用壽命;而工具的破巖方式又會對工作效率產(chǎn)生較大影響。目前沖擊碎巖是巖石破碎的主要方式,沖擊的原理多種多樣,如中國專利CN202937185U、CN107605396A等液動沖擊器或者CN104481395A氣動沖擊工藝均是采用高壓液體或氣體作為沖擊動力,氣體、液體沖擊能量釋放的過程也是壓力降低的過程,而此過程的發(fā)生需要短暫的時間積累,因此此類沖擊器對巖石的沖擊作用時間長。針對脆性堅硬巖石,瞬間的沖擊能量釋放能有利于破碎巖石,因此如何降低沖擊能量的釋放時長對巖石的破碎效果具有較大的影響。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明提供一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具及孔底沖擊碎巖方法,本發(fā)明能夠大幅降低沖擊能量的釋放時長與沖擊鉆頭對巖石的作用時長,并利用排放的尾氣攜帶巖屑上返至地面;超燃式雙作用沖擊作用能夠大幅提高碎巖效率。[0004] 本發(fā)明是利用燃料的壓燃爆炸產(chǎn)生的瞬間高能沖擊碎巖,相對于氣動或液動沖擊器能夠大幅降低沖擊能量的釋放時長與沖擊鉆頭對巖石的作用時長,進而優(yōu)化碎巖效果。[0005] 一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具,包括有由混合室、冷卻管、殼體、滑塊、錘體、沖擊鉆頭、氣管和油管;[0006] 所述混合室安裝于殼體上端,氣管和油管通入混合室內(nèi),混合室可將氣管和油管通入的一定比例空氣和燃料混合均勻。[0007] 所述殼體中心開有圓柱形腔體,腔體被錘體隔斷為上腔和下腔,腔體外側(cè)開有上腔進氣道、下腔進氣道、上腔排氣口、下腔排氣口及冷卻通道;[0008] 所述錘體可在腔體內(nèi)上下滑動,錘體下端與沖擊鉆固定安裝。[0009] 所述上腔排氣口與上腔信號道和上腔排氣道相聯(lián)通;[0010] 所述下腔排氣口與下腔信號道和下腔排氣道相聯(lián)通;[0011] 所述滑塊可在殼體內(nèi)在氣壓的推動下左右滑動;滑塊左右滑動時進氣口可分別將混合室與下腔和上相連通。[0012] 所述冷卻管上端與氣管相通,下端冷卻通道相通,氣管內(nèi)的部分空氣經(jīng)冷卻管通入各冷卻通道對殼體進行冷卻,并同時攜帶巖屑上返至地面。[0013] 所述氣管底端裝有單向閥,防止混合室內(nèi)的燃料從冷卻管流失。[0014] 所述冷卻通道在殼體內(nèi)均布個并均與冷卻管相通。[0015] 一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具的孔底沖擊碎巖方法:是先將超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具下放至孔底,由地面附屬設備通過氣管和油管向混合室注入一定比例的空氣和燃料,空氣和燃料在混合室混合后通過上腔進氣道進入上腔,通過地面鉆機對超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具施壓,錘體相對于殼體上行并逐漸堵住上腔進氣道與上腔排氣口;錘體上行壓縮上腔內(nèi)的空氣和燃料的混合物,當上腔內(nèi)的壓力逐步增大到燃料可以爆炸時,錘體在上腔內(nèi)爆炸產(chǎn)生的瞬間沖擊作用下下行并帶動沖擊鉆頭沖擊孔底巖石。錘體下行過程中逐漸漏出上腔排氣口與上腔進氣道,上腔爆炸產(chǎn)生的高壓氣體從上腔排氣口排出,高壓氣體一部分從上腔排氣口經(jīng)上腔信號道吹動滑塊滑動,進而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)下腔進氣道進入下腔,高壓氣體另一部分經(jīng)上腔排氣道吹掃孔底并攜帶巖屑上返至地面。進入下腔的空氣和燃料的混合物在錘體下行產(chǎn)生的壓力下壓燃發(fā)生爆炸,下腔內(nèi)爆炸產(chǎn)生的沖擊作用推動錘體上行,錘體上行的過程中逐漸漏出下腔排氣口與下腔進氣道,下腔內(nèi)爆炸產(chǎn)生的高壓氣體從下腔排氣口排出,高壓氣體一部分經(jīng)下腔信號道吹動滑塊滑動,進而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)上腔進氣道進入上腔;另一部分高壓氣體經(jīng)下腔排氣道吹掃孔底并攜帶巖屑上返至地面。如此循環(huán)往復實現(xiàn)對孔底巖石的沖擊作用。附圖說明[0016] 圖1為超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具錘體上行示意圖。[0017] 圖2為超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具錘體上限示意圖。[0018] 圖3為超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具上腔排氣示意圖。[0019] 圖4為超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具錘體下限示意圖。[0020] 圖5為超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具下腔排氣示意圖。[0021] 圖6為超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具冷卻通道布置示意圖[0022] 圖中:1?孔壁、2?混合室、3?殼體、4?下腔進氣道、5?單向閥、6?下腔信號道、7?下腔排氣口、8?下腔排氣道、9?錘體、10?冷卻管、11?氣管、12?油管、13?進氣口、14?滑塊、15?上腔進氣道、16?上腔信號道、17?上腔排氣口、18?上腔、19?下腔、20?上腔排氣道、21?沖擊鉆頭、23?冷卻通道。具體實施方式[0023] 一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具,包括有由混合室2、冷卻管10、殼體3、滑塊14、錘體9、沖擊鉆頭21、氣管11和油管12;
[0024] 所述混合室2安裝于殼體3上端,氣管11和油管12通入混合室2內(nèi),混合室2能將氣管11和油管12通入的一定比例空氣和燃料混合均勻;[0025] 殼體3中心開有圓柱形腔體,圓柱形腔體被錘體9隔斷為上腔18和下腔19,圓柱形腔體外側(cè)開有上腔進氣道15、下腔進氣道4、上腔排氣口17、下腔排氣口7及冷卻通道23;[0026] 所述上腔排氣口17與上腔信號道16和上腔排氣道20相聯(lián)通;[0027] 所述下腔排氣口7與下腔信號道6和下腔排氣道8相聯(lián)通;[0028] 所述滑塊14能在殼體3內(nèi)在氣壓的推動下左右滑動;滑塊14左右滑動時進氣口13可分別將混合室2與下腔19和上腔18相連通;[0029] 所述冷卻管10上端與氣管11相通,下端冷卻通道23相通,氣管11內(nèi)的部分空氣經(jīng)冷卻管10通入各冷卻通道23對殼體3進行冷卻,并同時攜帶巖屑上返至地面;[0030] 所述氣管11底端裝有單向閥,防止混合室2內(nèi)的燃料從冷卻管10流失;[0031] 所述冷卻通道23在殼體3內(nèi)均布6個并均與冷卻管10相通。[0032] 一種超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具的孔底沖擊碎巖方法:先將超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具下放至孔底,由地面附屬設備通過氣管11和油管12向混合室2注入一定比例的空氣和燃料,空氣和燃料在混合室2內(nèi)混合后通過上腔進氣道15進入上腔18;然后通過地面鉆機對超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具施壓,錘體9則相對于殼體3上行并逐漸堵住上腔進氣道15和上腔排氣口17;錘體9上行壓縮上腔18內(nèi)的空氣和燃料的混合物,當上腔18內(nèi)的壓力逐步增大到燃料可以爆炸時,錘體9在上腔18內(nèi)爆炸產(chǎn)生的瞬間沖擊作用下下行并帶動沖擊鉆頭21沖擊孔底巖石;錘體9下行過程中逐漸漏出上腔排氣口17與上腔進氣道15,上腔18爆炸產(chǎn)生的高壓氣體從上腔排氣口17排出,高壓氣體一部分經(jīng)上腔信號道16吹動滑塊14滑動,進而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)下腔進氣道4進入下腔19,高壓氣體另一部分經(jīng)上腔排氣道20吹掃孔底并攜帶巖屑上返至地面。進入下腔19的空氣和燃料的混合物在錘體9下行產(chǎn)生的壓力下壓燃發(fā)生爆炸,下腔19內(nèi)爆炸產(chǎn)生的沖擊作用推動錘體9上行,錘體9上行的過程中逐漸漏出下腔排氣口7與下腔進氣道4,下腔19內(nèi)爆炸產(chǎn)生的高壓氣體從下腔排氣口7排出,高壓氣體一部分經(jīng)下腔信號道6吹動滑塊14滑動,進而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)上腔進氣道15進入上腔18;另一部分高壓氣體經(jīng)下腔排氣道8吹掃孔底并攜帶巖屑上返至地面;如此循環(huán)往復實現(xiàn)對孔底巖石的沖擊破碎作用;冷卻管10內(nèi)分流的空氣進入各冷卻通道23對殼體進行冷卻,然后從冷卻通道23排至孔底并攜帶巖屑上返至地面;地面排出的氣體經(jīng)附屬設備進行凈化處理后排空。
聲明:
“超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具及孔底沖擊碎巖方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)