權(quán)利要求書(shū): 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(kāi)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(kāi)有上腔進(jìn)氣道(15)、下腔進(jìn)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(hào)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(hào)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(dòng)下左右滑動(dòng);滑塊(14)左右滑動(dòng)時(shí)進(jìn)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(duì)殼體(3)進(jìn)行冷卻,并同時(shí)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(gè)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(shè)備通過(guò)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(guò)上腔進(jìn)氣道(15)進(jìn)入上腔(18);然后通過(guò)地面鉆機(jī)對(duì)超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具施壓,錘體(9)則相對(duì)于殼體(3)上行并逐漸堵住上腔進(jìn)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(dāng)上腔(18)內(nèi)的壓力逐步增大到燃料可以爆炸時(shí),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(dòng)沖擊鉆頭(21)沖擊孔底巖石;錘體(9)下行過(guò)程中逐漸漏出上腔排氣口(17)與上腔進(jìn)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(hào)道(16)吹動(dòng)滑塊(14)滑動(dòng),進(jìn)而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)下腔進(jìn)氣道(4)進(jìn)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(jìn)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(dòng)錘體(9)上行,錘體(9)上行的過(guò)程中逐漸漏出下腔排氣口(7)與下腔進(jìn)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(hào)道(6)吹動(dòng)滑塊(14)滑動(dòng),進(jìn)而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)上腔進(jìn)氣道(15)進(jìn)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(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)孔底巖石的沖擊破碎作用;冷卻管(10)內(nèi)分流的空氣進(jìn)入各冷卻通道(23)對(duì)殼體進(jìn)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(shè)備進(jìn)行凈化處理后排空。
說(shuō)明書(shū): 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(shù)領(lǐng)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(shù)[0002] 在基礎(chǔ)工程施工及鉆探工程中堅(jiān)硬巖石的破碎是一個(gè)耗時(shí)、耗能、耗材的工序,尤其是硬質(zhì)脆性巖石的破碎會(huì)對(duì)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(huì)對(duì)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(guó)專(zhuān)利CN202937185U、CN107605396A等液動(dòng)沖擊器或者CN104481395A氣動(dòng)沖擊工藝均是采用高壓液體或氣體作為沖擊動(dòng)力,氣體、液體沖擊能量釋放的過(guò)程也是壓力降低的過(guò)程,而此過(guò)程的發(fā)生需要短暫的時(shí)間積累,因此此類(lèi)沖擊器對(duì)巖石的沖擊作用時(shí)間長(zhǎng)。針對(duì)脆性堅(jiān)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(shí)長(zhǎng)對(duì)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(shí)長(zhǎng)與沖擊鉆頭對(duì)巖石的作用時(shí)長(zhǎng),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(duì)于氣動(dòng)或液動(dòng)沖擊器能夠大幅降低沖擊能量的釋放時(shí)長(zhǎng)與沖擊鉆頭對(duì)巖石的作用時(shí)長(zhǎng),進(jìn)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(kāi)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(kāi)有上腔進(jìn)氣道、下腔進(jìn)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(dòng),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(hào)道和上腔排氣道相聯(lián)通;[0010] 所述下腔排氣口與下腔信號(hào)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(dòng)下左右滑動(dòng);滑塊左右滑動(dòng)時(shí)進(jìn)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(duì)殼體進(jìn)行冷卻,并同時(shí)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(gè)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(shè)備通過(guò)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(guò)上腔進(jìn)氣道進(jìn)入上腔,通過(guò)地面鉆機(jī)對(duì)超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具施壓,錘體相對(duì)于殼體上行并逐漸堵住上腔進(jìn)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(dāng)上腔內(nèi)的壓力逐步增大到燃料可以爆炸時(shí),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(dòng)沖擊鉆頭沖擊孔底巖石。錘體下行過(guò)程中逐漸漏出上腔排氣口與上腔進(jìn)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(hào)道吹動(dòng)滑塊滑動(dòng),進(jìn)而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)下腔進(jìn)氣道進(jìn)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(jìn)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(dòng)錘體上行,錘體上行的過(guò)程中逐漸漏出下腔排氣口與下腔進(jìn)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(hào)道吹動(dòng)滑塊滑動(dòng),進(jìn)而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)上腔進(jìn)氣道進(jìn)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(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)孔底巖石的沖擊作用。附圖說(shuō)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(jìn)氣道、5?單向閥、6?下腔信號(hào)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(jìn)氣口、14?滑塊、15?上腔進(jìn)氣道、16?上腔信號(hào)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(shí)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(kāi)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(kāi)有上腔進(jìn)氣道15、下腔進(jìn)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(hào)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(hào)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(dòng)下左右滑動(dòng);滑塊14左右滑動(dòng)時(shí)進(jìn)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(duì)殼體3進(jìn)行冷卻,并同時(shí)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(gè)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(shè)備通過(guò)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(guò)上腔進(jìn)氣道15進(jìn)入上腔18;然后通過(guò)地面鉆機(jī)對(duì)超燃式雙作用孔底沖擊碎巖鉆具施壓,錘體9則相對(duì)于殼體3上行并逐漸堵住上腔進(jìn)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(dāng)上腔18內(nèi)的壓力逐步增大到燃料可以爆炸時(shí),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(dòng)沖擊鉆頭21沖擊孔底巖石;錘體9下行過(guò)程中逐漸漏出上腔排氣口17與上腔進(jìn)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(hào)道16吹動(dòng)滑塊14滑動(dòng),進(jìn)而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)下腔進(jìn)氣道4進(jìn)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(jìn)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(dòng)錘體9上行,錘體9上行的過(guò)程中逐漸漏出下腔排氣口7與下腔進(jìn)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(hào)道6吹動(dòng)滑塊14滑動(dòng),進(jìn)而使得空氣和燃料的混合物經(jīng)上腔進(jìn)氣道15進(jìn)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(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)孔底巖石的沖擊破碎作用;冷卻管10內(nèi)分流的空氣進(jìn)入各冷卻通道23對(duì)殼體進(jìn)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(shè)備進(jìn)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(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)