岩石可钻性凿击实验装置的制造方法
【专利摘要】岩石可钻性凿击实验装置，便于携带，操作简单，并具有现成行业内认可的评价分级标准。它包括相平行的竖向固定杆、竖向导向杆和在其上部连接两者的至少一根横向扶臂，横向扶臂的一端与竖向固定杆形成固定连接，另一端与竖向导向杆形成可转动和竖向移动连接。竖向导向杆的上端固定设置转盘，该转盘与横向扶臂之间设置有棘轮机构。竖向导向杆的下端焊接其下部带有钎头的承击台，钎头上可拆卸连接固定挡环。竖向固定杆下部套装有重锤，竖向固定杆上部与重锤之间通过滑轮组、牵引绳连接。钎头以下设置具有中央空腔的岩样盒。
【专利说明】
岩石可钻性凿击实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及本发明涉及一种对工程岩体进行岩石可钻性实验的装置，可在工程勘探时期对工程岩体进行岩石可钻性试验，分析评价岩石可钻性强度，并进行可钻性分级，为隧道TBM施工及勘探钻掘参数调整提供理论依据。
【背景技术】
[0002]岩石可钻性实验为真实模拟隧道TBM及钻机施工破岩方式。目前工程施工中对岩石的可钻性评价一般是通过岩石的力学强度实验(如点荷载、单轴、三轴实验)的方式进行综合评价。少数科研单位通过自制微钻机和微型TBM的方式对岩石的可钻性进行评价，但局限于实验平台的成本及评价规范统一的问题，因此这种评价方法都很难做推广应用。
[0003]譬如，在中国专利85205092的实用新型专利说明中公开的一种岩石可钻性实验仪，属于研究固体材料强度的机械装置。它由传动机构，冲击机构，加压机构，钻头部分和岩石夹持筒等组成.该仪器可用来模拟冲击钻、回转钻、冲击回转钻、测定各类岩石的可钻性指标，还可用空白钻头测定岩石的研磨性。具有结构合理，实用性强，可改变钻速、钻压，真实模拟钻机钻进过程的特点。但该实验仪器注重于室内模拟实验，其便携程度及操作应用具有局限性，且实验评价分级体系局限于单个仪器。
[0004]又如，在申请号为201010559174.3的发明专利申请公开说明书中公开了一种地层条件下岩石可钻性测试仪，包括夹持机构、压力平衡机构和动力机构，夹持机构设置在压力平衡机构下端，动力机构设置在压力平衡机构和夹持机构内。夹持机构由夹持器釜体、锥套、橡胶套、上柱塞和下柱塞组成;压力平衡机构由井筒压力釜体、钻压釜体和钻压活塞组成;动力机构由电机、减速器、犬齿冲击器和钻杆组成。它采用机电一体化的结构，能够模拟地层条件下的温度、围压、孔隙压力和井筒泥浆压力进行真实准确的岩石可钻性测试，对地层上覆围压、孔隙压力和泥浆井筒压力可以模拟到90MPa以上，对于钻井施工具有更为实际的指导意义。但同样存在缺乏野外实验便携性、操作方便性及实验结果评价等问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种岩石可钻性凿击实验装置，便于携带，操作简单，并具有现成行业内认可的评价分级标准。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:它包括相平行的竖向固定杆、竖向导向杆和在其上部连接两者的至少一根横向扶臂，横向扶臂的一端与竖向固定杆形成固定连接，另一端与竖向导向杆形成可转动和竖向移动连接;竖向导向杆的上端固定设置转盘，该转盘与横向扶臂之间设置有棘轮机构;竖向导向杆的下端焊接其下部带有钎头的承击台，钎头上可拆卸连接固定挡环;竖向固定杆下部套装有重锤，竖向固定杆上部与重锤之间通过滑轮组、牵引绳连接;钎头以下设置具有中央空腔的岩样盒。
[0008]本实用新型的有益效果是，本装置具有测试规则、不规则岩样可钻性及磨蚀性的能力，仪器操作简单，可拆卸，便于携带，并具有行业中普遍认可的测试结果分析标准，具有很好的市场推广应用价值。
【附图说明】
[0009]本说明书包括如下八幅附图:
[0010]图1是本实用新型岩石可钻性凿击实验装置的结构示意图；
[0011 ]图2是沿图1中A-A线的纵剖视图；
[0012]图3是沿图1中B-B、C_C线的纵剖视图；
[0013]图4是沿图1中B-B线的横剖视图；
[0014]图5是沿图1中E-E线的横剖视图；
[0015]图6是沿图1中E-E线的纵剖视图；
[0016]图7是沿图1中F-F线的横剖视图；
[0017]图8是沿图1中F-F线的纵剖视图.
[0018]图中示出构件和对应的标记:竖向固定杆11、底座12、横向扶臂13、竖向导向杆21、转盘22、棘轮22a、棘爪22b、承击台23、固定挡环24、钎头25、限位环26、指针27、重锤30、滑轮组31、牵引绳32、岩样盒40、中央空腔41、通孔42。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020]参照图1，本实用新型的岩石可钻性凿击实验装置包括相平行的竖向固定杆11、竖向导向杆21和在其上部连接两者的至少一根横向扶臂13，横向扶臂13的一端与竖向固定杆11形成固定连接，另一端与竖向导向杆21形成可转动和竖向移动连接。竖向导向杆21的上端固定设置转盘22，该转盘22与横向扶臂13之间设置有棘轮机构。竖向导向杆21的下端焊接其下部带有钎头25的承击台23，钎头25上可拆卸连接固定挡环24。竖向固定杆11下部套装有重锤30，竖向固定杆11上部与重锤30之间通过滑轮组31、牵引绳32连接;钎头25以下设置具有中央空腔41的岩样盒40。
[0021]参照图1和图2、图3，所述横向扶臂13的数量为两根，沿竖向间隔设置，一端通过环向间隔的螺栓与竖向固定杆11形成可拆卸固定连接，另一端则固定有安装环，竖向导向杆21空套在安装环内。参照图4，所述棘轮机构由棘轮22a、棘爪22b构成，棘轮22a固定安装于转盘22底面上，棘爪22b设置在安装环上，转盘22可单向旋转。参照图1，所述转盘22底面上设置有指针27，安装环上表面则设置有刻度盘。
[0022]参照图1，所述竖向固定杆11上在横向扶臂13以下的杆体上套装有限位环26，该限位环26通过环向间隔的螺栓与竖向固定杆11连接。限位环26与承击台23之间的距离为重锤30的下落行程，沿竖向固定杆11上下调节限位环26的位置，即可方便地调节重锤30的下落行程。
[0023]参照图5和图6，所述固定挡环24通过环向间隔的螺栓与钎头25连接。沿钎头25上下调节固定挡环24的位置，即可方便地调节钎头25作于放置在岩样盒40中央空腔41内岩样上的深度。
[0024]参照图7和图8，所述岩样盒40的底部设置有与中央空腔41相通的通孔42，通过该通孔42可以方便地取出中央空腔41内的岩样。参照图1，所述竖向固定杆11的下端可拆卸安装有底座12，保持整个装置处于稳定竖直状态。
[0025]以上所述只是用图解说明本实用新型的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
【主权项】
1.岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:它包括相平行的竖向固定杆(U)、竖向导向杆(21)和在其上部连接两者的至少一根横向扶臂(13)，横向扶臂(13)的一端与竖向固定杆(11)形成固定连接，另一端与竖向导向杆(21)形成可转动和竖向移动连接；竖向导向杆(21)的上端固定设置转盘(22)，该转盘(22)与棘轮横向扶臂(13)之间设置有棘轮机构；竖向导向杆(21)的下端焊接其下部带有钎头(25)的承击台(23)，钎头(25)上可拆卸连接固定挡环(24);竖向固定杆(11)下部套装有重锤(30)，竖向固定杆(11)上部与重锤(30)之间通过滑轮组(31)、牵引绳(32)连接;钎头(25)以下设置具有中央空腔(41)的岩样盒(40)。2.如权利要求1所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述横向扶臂(13)的数量为两根，沿竖向间隔设置，一端通过环向间隔的螺栓与竖向固定杆(11)形成可拆卸固定连接，另一端则固定有安装环，竖向导向杆(21)空套在安装环内。3.如权利要求2所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述棘轮机构由棘轮(22a)、棘爪(22b)构成，棘轮(22a)固定安装于转盘(22)底面上，棘爪(22b)设置在安装环上。4.如权利要求2或3所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述转盘(22)底面上设置有指针(27)，安装环上表面则设置有刻度盘。5.如权利要求1所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述竖向固定杆(11)上在横向扶臂(13)以下的杆体上套装有限位环(26)，该限位环(26)通过环向间隔的螺栓与竖向固定杆(I I)连接。6.如权利要求1所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述固定挡环(24)通过环向间隔的螺栓与钎头(25)连接。7.如权利要求1所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述岩样盒(40)的底部设置有与中央空腔(41)相通的通孔(42)。8.如权利要求1所述的岩石可钻性凿击实验装置，其特征是:所述竖向固定杆(11)的下端可拆卸安装有底座(12)。
【文档编号】G01N3/34GK205593864SQ201620057009
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】冯亮, 巫锡勇, 李涛, 张思旸, 廖昕, 易从科
【申请人】西南交通大学