一种用于自进式水射流破岩钻进的带微型刀齿自旋转空化射流钻头制造技术

发明专利技术提供一种用于自进式水射流破岩钻进的带微型刀齿自旋转空化射流钻头。该钻头包括旋转前盖、芯轴、中心体、组合轴承、弹簧、摩擦环、端盖、钻头外壳和钻头体。该射流钻头利用喷嘴射流产生反冲力使旋转前盖带动芯轴、中心体和摩擦环转动，使高压水经过转动的中心体后产生大量空化气泡，随后从前喷嘴射出后形成空化射流，并以圆周轨迹破岩联合形成先导钻孔；随后刀齿进一步切削磨蚀破碎射流破岩残留的岩体，形成连通的有效钻孔；接着后喷嘴产生空化射流对孔壁岩体进一步破碎，扩大钻孔直径。本发明专利技术射流钻头能产生空化射流，且利用刀齿辅助破岩，破岩钻进效率高，能形成孔径大、形态圆整的钻孔，且钻头旋转可靠、旋转密封效果好、使用寿命长。寿命长。寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自进式水射流破岩钻进的带微型刀齿自旋转空化射流钻头


[0001]本专利技术涉及水射流破岩钻进领域，特别涉及一种用于自进式水射流破岩钻进的带微型刀齿自旋转空化射流钻头。

技术介绍

[0002]自进式水射流破岩钻进技术是以高压软管传输动力，利用高压水射流提供自进推力前进破碎岩石形成钻孔。由于水射流破岩具有高效、无尘、低热、钻头无磨损等特点，具有传统机械钻具无法比拟的优点。
[0003]水射流钻头是自进式水射流破岩钻进技术的执行机构，高压水通过钻头后形成速度极高的射流，其中前射流对岩石进行破碎形成钻孔，后射流为钻头带动高压软管前进提供推进力，并兼有进一步破岩扩孔和排渣的功能。水射流钻头的破岩钻进性能决定了钻孔钻进速度及深度、水力钻孔的形态及孔径大小。目前，应用较多的自进式水射流钻头主要有多孔射流钻头、旋转射流钻头和直旋混合射流钻头。常用的自进式水射流钻头均不旋转，射流一直冲蚀某一作用点，导致射流破岩钻孔效果不理想、钻孔形态不圆整。
[0004]多孔射流钻头是直接在钻头体上按一定角度和中心距离分布多个喷嘴，通过各喷嘴产生多束高速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自进式水射流破岩钻进的带微型刀齿自旋转空化射流钻头，其特征在于：包括旋转前盖(1)、中心体(4)、组合轴承(6)和弹簧(7)，以及同轴设置的芯轴(2)、端盖(3)、钻头外壳(5)、摩擦环(10)和钻头体(11)；所述旋转前盖(1)包括前盖本体；所述前盖本体整体为回转体；所述前盖本体具有前盖中心流道；所述前盖中心流道在尾端端面与外界连通；所述前盖中心流道的尾端设置有内螺纹段(1
‑
8)；所述前盖本体的尾端端面上还设置有若干环形凹槽(1
‑
7)；所述前盖本体的首端端面上设置有若干个前端刀齿(1
‑
5)；所述前盖本体的侧壁上设置有若干个侧向刀齿(1
‑
6)；所述前端刀齿(1
‑
5)和侧向刀齿(1
‑
6)均沿钻头旋转方向后倾螺旋布置；所述前盖本体的侧壁上设置有圆弧形凹槽；在凹槽内设置有n
b
个后喷嘴(1
‑
4)；所述后喷嘴(1
‑
4)倾斜布置；所述前盖本体的首端设置有中心喷嘴(1
‑
1)、n
fm
个中部前喷嘴(1
‑
2)和n
fl
个外部前喷嘴(1
‑
3)；所述中部前喷嘴(1
‑
2)环绕中心喷嘴(1
‑
1)布置；所述外部前喷嘴(1
‑
3)环绕中心喷嘴(1
‑
1)布置；所述中心喷嘴(1
‑
1)的轴线与钻头轴线重合；所述中部前喷嘴(1
‑
2)和外部前喷嘴(1
‑
3)倾斜布置；所述中心喷嘴(1
‑
1)、中部前喷嘴(1
‑
2)、外部前喷嘴(1
‑
3)和后喷嘴(1
‑
4)均与前盖中心流道连通；所述芯轴(2)整体为两端敞口且内中空的圆筒体；所述芯轴(2)具有阶梯型内腔；所述阶梯型内腔包括从首端到尾端依次布置的大径圆柱段和小径圆柱段；所述小径圆柱段在与大径圆柱段的接合位置处设置有若干中心体卡槽(2
‑
4)；所述芯轴(2)的首端的外壁上具有螺纹段(2
‑
1)；所述芯轴(2)的尾端端面上设置有若干止转销(2
‑
3)；所述芯轴(2)的外壁上还设置有环形凸台(2
‑
2)；所述环形凸台(2
‑
2)位于大径圆柱段的对应位置；所述端盖(3)整体为圆筒体；所述端盖(3)的首端端面上设置有若干环形凸起(3
‑
1)；所述端盖(3)具有阶梯型内腔；所述阶梯型内腔包括从首端到尾端依次布置的通过腔(3
‑
2)和连接腔(3
‑
3)；所述通过腔(3
‑
2)和连接腔(3
‑
3)均为圆柱腔体；所述通过腔(3
‑
2)的直径小于连接腔(3
‑
3)的直径；所述连接腔(3
‑
3)具有内螺纹；所述端盖(3)套设在芯轴(2)的外圆周；所述芯轴(2)的首端穿过通过腔后，螺纹段(2
‑
1)旋入内螺纹段(1
‑
8)；所述端盖(3)的环形凸起(3
‑
1)嵌入对应的环形凹槽(1
‑
7)中，与环形凹槽(1
‑
7)配合形成间隙密封；所述钻头外壳(5)整体为圆筒体；所述钻头外壳(5)具有阶梯型内腔；所述阶梯型内腔包括从首端到尾端依次布置的容置腔(5
‑
1)和密封腔(5
‑
2)；所述容置腔(5
‑
1)和密封腔(5
‑
2)均为圆柱腔体；所述容置腔(5
‑
1)的直径大于密封腔(5
‑
2)的直径；所述密封腔(5
‑
2)的内壁上设置有环形密封圈凹槽(5
‑
3)；所述环形密封圈凹槽(5
‑
3)中布置有格莱圈(9)；所述钻头外壳(5)的外壁上设置有环形锁止凸楞(5
‑
4)；所述钻头外壳(5)的首端和尾端的外壁上设置有外螺纹；所述钻头外壳(5)套设在芯轴(2)的外圆周；所述芯轴(2)的尾端从密封腔(5
‑
2)伸出；所述环形凸台(2
‑
2)容置在容置腔(5
‑
1)中；所述钻头外壳(5)的首端旋入端盖(3)的连接腔(3
‑
3)；所述端盖(3)的尾端端面与环形锁止凸楞(5
‑
4)抵接；所述芯轴(2)、端盖(3)和钻头外壳(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖宋强，任青阳，葛兆龙，王海洋，程玉刚，张亮，陈斌，孟欣，秦浩鑫，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
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