一種嵌固仿生噴嘴的多級(jí)擴(kuò)孔鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種嵌固仿生噴嘴的多級(jí)擴(kuò)孔鉆具。
【背景技術(shù)】
[0002]注楽(Inject1n Grout),又稱為灌楽(Grouting)，它是使用壓送設(shè)備(如注楽泵等)將由若干材料按照一定比例配置而成的漿液灌入地質(zhì)體(巖土體)結(jié)構(gòu)面的縫隙或孔隙內(nèi)，并使其擴(kuò)散、膠凝或固化以達(dá)到加固地質(zhì)體(巖土體)或防滲堵漏的目的。注漿依據(jù)注漿壓力可分為靜壓注漿和高壓噴射注漿兩大類，目前已廣泛應(yīng)用于水利水電、礦山、交通、建筑等工程領(lǐng)域的巖土加固防滲及地質(zhì)災(zāi)害治理等諸多方面。對(duì)于注漿施工、錨桿/錨索施工、鉆孔灌注粧施工，以及天然氣水合物、油頁巖、頁巖氣、石油/天然氣、地下水等的勘探或開采而言，通常采取的工藝流程的第一步都是按要求鉆成一定規(guī)格的孔(井)，從而為后續(xù)向巖土體中注入漿液、插入錨桿/錨索、下放鋼筋籠澆筑成粧，或是下入相適宜的勘探或開采裝備等做準(zhǔn)備。在實(shí)施鉆孔的過程中，有時(shí)可能會(huì)因一些不可預(yù)見的因素(如:由于鉆遇復(fù)雜地層使得孔壁不穩(wěn)定而導(dǎo)致出現(xiàn)鉆孔縮徑、坍塌等)；或是由于甲方臨時(shí)變更鉆孔設(shè)計(jì)的要求，為了滿足甲方提出的鉆孔設(shè)計(jì)要求，就需要對(duì)先前已鉆成的小徑鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔以增大其孔徑，這就需要用到擴(kuò)孔器(或稱為擴(kuò)孔鉆頭)及與之相適宜的擴(kuò)孔鉆進(jìn)工藝方法。目前采用的擴(kuò)孔鉆進(jìn)方法，主要是依靠鉆機(jī)帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)的，該方法獲得的鉆進(jìn)效率和現(xiàn)有擴(kuò)孔器的切削碎巖能力均有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種嵌固仿生噴嘴的多級(jí)擴(kuò)孔鉆具，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種嵌固仿生噴嘴的多級(jí)擴(kuò)孔鉆具，其包括擴(kuò)孔導(dǎo)向器、多級(jí)擴(kuò)孔器和沖擊器；所述多級(jí)擴(kuò)孔器的一端與所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器的一端之間通過螺紋密封連接，所述多級(jí)擴(kuò)孔器的另一端與所述沖擊器的一端之間通過螺紋密封連接；所述多級(jí)擴(kuò)孔器包括鉆頭本體、切削環(huán)；所述鉆頭本體內(nèi)部設(shè)有貫通整個(gè)所述鉆頭本體的中心通道；所述切削環(huán)設(shè)為多級(jí)(多層)，多級(jí)所述切削環(huán)設(shè)置在所述鉆頭本體的中部，且多級(jí)所述切削環(huán)的切削直徑沿?cái)U(kuò)孔作業(yè)的方向遞減；每級(jí)所述切削環(huán)由沿所述鉆頭本體的周向均勻布設(shè)的多個(gè)切削單元組成；每級(jí)所述切削環(huán)中相鄰的所述切削單元之間設(shè)有用于將所述鉆頭本體內(nèi)部以正循環(huán)方式不斷循環(huán)著的有壓漿液排出的傾斜狀的貫通孔；至少有一個(gè)所述貫通孔的出口端嵌固有仿生噴嘴。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:能同時(shí)利用從底部噴嘴與若干個(gè)仿生噴嘴出口高速噴出的高壓射流分別對(duì)處于孔底和孔壁周遭的巖土體進(jìn)行超前(預(yù))沖蝕破碎以輔助底部切削齒與多級(jí)擴(kuò)孔器實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔鉆進(jìn)，可達(dá)到有效提升擴(kuò)孔鉆進(jìn)的作業(yè)效率、冷卻切削齒和切削具，以及改善孔內(nèi)巖肩的排除效果等多重目的。
[0006]進(jìn)一步:所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器包括擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體、側(cè)壁保徑齒和底部切削齒；所述側(cè)壁保徑齒嵌固于所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體的側(cè)壁面上；所述底部切削齒嵌固于所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體遠(yuǎn)離所述多級(jí)擴(kuò)孔器的底面上。
[0007]進(jìn)一步:所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器的內(nèi)部設(shè)有與所述鉆頭本體的中心通道相連通的中心漿液流道；所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器內(nèi)部遠(yuǎn)離所述多級(jí)擴(kuò)孔器的下部位置處設(shè)有與所述中心漿液流道相連通的底部噴嘴。
[0008]進(jìn)一步:所述底部噴嘴出口的孔徑比所述仿生噴嘴出口的孔徑小5至20mm。
[0009]進(jìn)一步:所述切削單元包括切削具、鋼體和孕鑲金剛石條；所述鋼體固定在所述鉆頭本體外側(cè)的圓周面上；所述切削具嵌固于所述鋼體上；所述孕鑲金剛石條設(shè)置在所述鋼體的外側(cè)。
[0010]進(jìn)一步:多級(jí)所述切削環(huán)為靠近所述沖擊器的二級(jí)切削環(huán)和靠近所述擴(kuò)孔導(dǎo)向器的一級(jí)切削環(huán)；所述一級(jí)切削環(huán)與所述二級(jí)切削環(huán)之間相距20至70cm。
[0011]進(jìn)一步:所述仿生噴嘴與所述貫通孔一體成型，或所述仿生噴嘴通過螺紋、焊接或過盈配合的固定方式嵌固于所述貫通孔的出口端處。
[0012]進(jìn)一步:所述貫通孔的軸線與所述鉆頭本體的軸線之間的夾角為30°至60°。
[0013]進(jìn)一步:所述沖擊器為扭力沖擊器或液動(dòng)沖擊器。
[0014]進(jìn)一步:所述仿生噴嘴的中部設(shè)有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔的內(nèi)壁面上設(shè)有若干個(gè)仿生環(huán)槽；所述內(nèi)腔的內(nèi)壁面上均勻設(shè)有若干個(gè)仿生環(huán)槽；所述仿生噴嘴的一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的仿生噴嘴入口，所述仿生噴嘴的另一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的仿生噴嘴出口，且所述仿生噴嘴入口的直徑大于所述仿生噴嘴出口的直徑。
【附圖說明】
[0015]圖1-1為連接扭力沖擊器時(shí)多級(jí)擴(kuò)孔鉆具整體的三維模型示意圖；
[0016]圖1-2為連接液動(dòng)沖擊器時(shí)多級(jí)擴(kuò)孔鉆具整體的三維模型示意圖；
[0017]圖2-1為連接扭力沖擊器時(shí)多級(jí)擴(kuò)孔鉆具各部件分離開來的三維模型示意圖；
[0018]圖2-2為連接液動(dòng)沖擊器時(shí)多級(jí)擴(kuò)孔鉆具各部件分離開來的三維模型示意圖；
[0019]圖3-1為多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分的三維模型軸測(cè)示意圖；
[0020]圖3-2為多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分的三維模型正視圖；
[0021]圖3-3為多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0022]圖4-1為仿生噴嘴的三維模型軸測(cè)示意圖；
[0023]圖4-2為仿生噴嘴的三維模型剖視圖；
[0024]圖5為仿生噴嘴嵌固在多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分上后組成完整的多級(jí)擴(kuò)孔器三維模型軸測(cè)示意圖；
[0025]圖6-1為擴(kuò)孔導(dǎo)向器的三維模型軸測(cè)示意圖；
[0026]圖6-2為擴(kuò)孔導(dǎo)向器的三維模型正視圖；
[0027]圖6-3為擴(kuò)孔導(dǎo)向器的三維模型剖視圖；
[0028]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件如下:
[0029]1、擴(kuò)孔導(dǎo)向器；2、一級(jí)切削環(huán)；3、二級(jí)切削環(huán)；4、扭力沖擊器；5、液動(dòng)沖擊器；6、仿生噴嘴；11、第一連接螺紋；12、擴(kuò)孔導(dǎo)向器鋼體；13、底部噴嘴；121、側(cè)壁保徑齒；122、底部切削齒；131、底部噴嘴入口 ；21、第二連接螺紋；22、一級(jí)切削單元；23、一級(jí)貫通孔；221、一級(jí)切削具；222、一級(jí)鋼體；223、一級(jí)孕鑲金剛石條；31、第三連接螺紋；32、二級(jí)切削單元；33、二級(jí)貫通孔；321、二級(jí)切削具；322、二級(jí)鋼體；323、二級(jí)孕鑲金剛石條；61、仿生噴嘴入口 ；62、仿生噴嘴出口 ；63、仿生環(huán)槽。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0031]如圖1-1、圖1-2、圖2-1、圖2-2所示，本實(shí)用新型所涉及的一種嵌固仿生噴嘴的多級(jí)擴(kuò)孔鉆具，按照從下到上的順序，依次由擴(kuò)孔導(dǎo)向器1、