专利名称：一种贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置的制作方法
技术领域：
一种贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，属水利水电建设中的钻孔装置。
背景技术：
随着水利水电建设事业的不断向前推进，水利水电建设逐渐向西部高山峡谷转移，因而在西部地质情况复杂地区的地质勘探和基础处理工程中，时常遇到极其复杂的地层，给钻孔及环保工作带来了新的困难和挑战。特别是在钻进过程中，造孔粉尘难以收集一直困扰着施工人员。国家对施工环境提出了高要求，所以对受灰尘、噪音污染的风动钻机钻孔除尘进行治理已是水电灌浆行业发展及工作环境建设的迫切需要，对文明施工环境需求已是迫在眉睫
发明内容
:本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种在风动钻机造孔的同时能进行粉尘收集的钻进装置。其技术方案如下:它包括贯通式潜孔锤，贯通式潜孔锤包括钻杆和钻杆下端的钻头，钻杆上端安装双通道水气龙头，双通道水气龙头上安装高压风通道，高压风通道连接进气胶管，进气胶管连接空压机，钻头包括卡槽、花键、环槽和球齿合金。其关键技术是钻杆为双壁钻杆，包括心管和外管，心管和外管通过接头连接；钻头为反循环钻头，钻头端部开有卸风槽，钻头中心具有贯通孔，贯通孔与心管相通，在钻头底部设有扩压槽与贯通孔相通，在钻头内壁开有底喷孔与扩压槽相通，底喷孔与贯通孔隔离，在贯通孔壁上开有内喷孔与底喷孔相通；在心管上端通过排渣管连接集尘袋。与现有技术相比本发明具有的有益效果是:1、在钻头上设有内喷孔，高压风在驱动潜孔锤做功后，废风向孔底方向移动，绝大部分风沿内喷孔进入贯通孔。由于内喷孔开口向上，引导风强行向上移动，在内喷孔出口部位形成反吸原理，导致在贯通孔内内喷孔出口以下部位形成负压区，使得从孔底至内喷口中间段形成向上抽吸的区域，带动孔底岩粉及岩石破碎块向上移动。2、在钻头底部设有底喷孔，从底喷孔进入的风到达扩压槽时，由于底部为钻孔岩面，堵止了风向四周运动，风只能通过孔底向贯通孔运行，与反吸作用共同作用携带岩粉、岩屑、岩块向贯通孔运动，形成整体的反循环运动。致使粉尘，岩屑等直接通过中心通道上返，使孔底岩渣顺利排出，利用集尘袋收集粉尘，实现了潜孔锤钻进过程中产生的粉尘、岩屑的集中收集。既避免了岩体在孔底重复破碎，又提高了钻孔效率，孔壁仅在回转的作用下非常光滑，且不会出现粉尘对细小裂隙的填阻，可以提高排水或灌浆质量。良好的反循环效果解决了长期以来风动潜孔锤钻进技术带来的环境污染问题，有效提高了工人作业环境质量和职业健康水平。从现场试验得出孔口粉尘漏量仅为10%左右，改善了施工作业面的施工环境。可见底喷孔具有向中心通道引射气体的作用，从底喷孔进入的风可以扰动破碎的岩屑，冷却钻头。
3、贯通式潜孔锤反循环钻进集尘技术使用，达到了前面钻孔，后面集尘，钻孔和集尘，互不干扰的合理工作程序；4、反循环的工作原理是钻杆与钻孔孔壁之间的间隙较小，冲击器破碎岩体的声音不能直接传递到孔口及工作面上，破碎岩体的声音必须经钻杆中心通道，上返至孔口的集尘袋，再经过集尘袋除尘，相当于在冲击器后面安装了一个长达几十米的消音器，工作面上噪音小，提高了工作环境质量。5、贯通式潜孔锤反循环钻进集尘技术采用双壁钻杆，双壁钻杆的重量较大，有利于提高钻进速度。采用常规冲击器钻进(孔径ΦΙΙΟπιπι)的速率为9 12m/h，从试验统计结果看，本发明装置钻进速率为12 15m/h，较常规回转钻进方法可提高机械钻速3倍以上，较常规潜孔锤正循环钻机技术提高了效率1.2倍。6、本发明装置集潜孔锤高效碎岩、流体介质全孔反循环、不停钻连续获取岩芯(样)三种先进钻探工艺于一体，兼容了气体钻进、冲击回转钻进、反循环钻进三者的优点，具有比气体钻进和常规空气潜孔锤钻进更大的优势和更广泛的适应性。7、集尘袋可以通过人工快速安装在排渣管尾部，集尘袋可重复使用，可以减少浪费。
:图1，是本发明结构示意图；图2，是图1局部放大示意图；图3，是本发明贯通式潜孔锤结构示意图；图4，是本发明双壁钻杆结构示意图；图5，是本发明反循环钻头结构示意图；图6，是本发明集尘袋结构示意图；图7，是图6侧视图。
具体实施方式
:参见图1-图7，本发明包括贯通式潜孔锤，贯通式潜孔锤包括钻杆和钻杆下端的钻头，钻杆上端安装双通道水气龙头6，双通道水气龙头6上安装高压风通道2，高压风通道2连接进气胶管10，进气胶管10连接空压机1，钻头包括卡槽20、花键32、环槽23和球齿合金16。其关键技术是钻杆为双壁钻杆7,包括心管12和外管18,心管12和外管18通过接头17连接；钻头为反循环钻头9，钻头端部开有卸风槽19，钻头中心具有贯通孔21，贯通孔21与心管12相通，在钻头底部设有扩压槽24与贯通孔21相通，在钻头内壁开有底喷孔8与扩压槽24相通，底喷孔8与贯通孔21隔离，在贯通孔壁上开有内喷孔22与底喷孔8相通；在心管12上端通过排渣管4连接集尘袋5。在双壁钻杆7下端的外管18外壁套有衬套15，衬套15内置入内缸13和活塞14，实现压缩气体的分配，使活塞进行往复运动，产生冲击能量。在衬套15的端部与外管18之间安装逆止阀11，以便分配高压气体，防止岩屑倒灌入供气管路。所述心管12与排渣管4通过鹅颈弯管3相连。
所述集尘袋5具有袋体27，袋体27的两端封口，在其中一封口端设有出渣口 25，在另一封口端开有集尘孔口 29，集尘孔口 29连接排渣管28，排渣管28通过风管接头30连接风管31。所述袋体27采用涤纶无纺布制成。本发明工作过程如下:高压风在驱动潜孔锤做功后，在卸风槽19的作用下，废风沿冲击器外壁和花键32，到达钻头顶部，再沿钻头外壁向孔底方向移动，当废风到达内喷孔22时，其中绝大部分风沿内喷孔进入贯通孔21，少量风仍然沿外壁向孔底移动，沿底喷孔8进入孔底。由于内喷孔22开口向上，引导风强行向上移动，由于高压风有射流作用，在内喷孔出口部位形成反吸，导致在贯通孔内内喷孔出口以下部位形成负压区，使得从孔底至内喷口中间段形成向上抽吸的区域，带动孔底岩粉及岩石破碎块向上移动。从底喷孔进入的风到达扩压槽24时，由于底部为钻孔岩面，堵止了风向四周运动，风只能通过孔底向贯通孔运行，与反吸作用共同作用携带岩粉、岩屑、岩块向贯通孔运动，形成整体的反循环运动。可见底喷孔具有向中心通道引射气体的作用，从底喷孔进入的风可以扰动破碎的岩屑，冷却钻头。只要单粒岩粉(岩屑、岩块)受到向上的抽吸力及向上吹的浮力之和大于单粒岩粉重力，岩粉就能向上移动，被带出孔底，形成反循环排渣至排渣管4，最后经过集尘袋5对岩粉26等进行收集，达到除尘效果。重力较大的岩块在孔底再次重复破碎达到上浮条件便能离开孔底。
权利要求
1.一种贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，包括贯通式潜孔锤，贯通式潜孔锤包括钻杆和钻杆下端的钻头，钻杆上端安装双通道水气龙头(6)，双通道水气龙头(6)上安装高压风通道(2)，高压风通道(2)连接进气胶管(10)，进气胶管(10)连接空压机(1)，钻头包括卡槽(20)、花键(32)、环槽(23)和球齿合金(16)，其特征是钻杆为双壁钻杆(7)，包括心管(12)和外管(18)，心管(12)和外管(18)通过接头(17)连接；钻头为反循环钻头(9)，钻头端部开有卸风槽(19)，钻头中心具有贯通孔(21)，贯通孔(21)与心管(12)相通，在钻头底部设有扩压槽(24)与贯通孔(21)相通，在钻头内壁开有底喷孔(8)与扩压槽(24)相通，底喷孔(8)与贯通孔(21)隔尚，在贯通孔壁上开有内喷孔(22)与底喷孔(8)相通；在心管(12)上端通过排渣管(4 )连接集尘袋(5 )。
2.根据权利要求1所述贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，其特征是在双壁钻杆(7)下端的外管(18)外壁套有衬套(15)，衬套(15)内置入内缸(13)和活塞(14)，实现压缩气体的分配，使活塞进行往复运动，产生冲击能量。
3.根据权利要求2所述贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，其特征是在衬套(15)的端部与外管(18)之间安装逆止阀(11)，以便分配高压气体，防止岩屑倒灌入供气管路。
4.根据权利要求1所述贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，其特征是心管(12)与排渣管(4)通过鹅颈弯管(3)相连。
5.根据权利要求1所述贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，其特征是集尘袋(5)具有袋体(27 )，袋体(27 )的两端封口，在其中一封口端设有出渣口( 25 )，在另一封口端开有集尘孔口(29)，集尘孔口(29)连接排渣管(28)，排渣管(28)连接风管(31)。
6.根据权利要求5所述贯通式潜孔锤反循环钻机集尘袋，其特征在于袋体(27)采用涤绝无纺布制成。
全文摘要
一种贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置，属水利水电建设中的钻孔装置。它包括贯通式潜孔锤，贯通式潜孔锤包括钻杆和钻杆下端的钻头。钻杆为双壁钻杆，包括心管和外管；钻头为反循环钻头，钻头端部开有卸风槽，钻头中心具有贯通孔，贯通孔与心管相通，在钻头底部设有扩压槽与贯通孔相通，在钻头内壁开有底喷孔与扩压槽相通，底喷孔与贯通孔隔离，在贯通孔壁上开有内喷孔与底喷孔相通；在心管上端通过排渣管连接集尘袋。本发明在钻头上设有内喷孔和底喷孔，能在贯通孔内内喷孔出口以下部位形成负压区，使得从孔底至内喷口中间段形成向上抽吸的区域，带动孔底岩粉及岩石破碎块向上移动，在风动钻机造孔的同时能进行粉尘收集。
文档编号E21B17/00GK103147708SQ20131010232
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者廖军, 杨富平, 焦瑞锋, 刘代贤, 王恒, 李翔, 宋立平, 杨军, 邱捷宁, 周杰 申请人:中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司