[发明专利]水动力马达式硬岩深孔钻进器

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻孔机械装置，尤其是涉及一种在岩石中钻深孔的水动力马达式硬岩深孔钻进器。

背景技术

在岩石中钻孔是采矿、建筑、隧道等行业中非常重要的一项工作，诸如锚索孔、爆破孔、安装孔等。针对钻孔工作的设备和工具有很多，诸如液压钻机、气动钻机、冲击式钻机以及配套的各种硬质合金钻头、金刚石钻头等。这些钻孔设备都是在钻机的输出轴上直接安装钻头，或者为了钻深孔则在钻机的输出轴上安装加长钻杆，然后再将钻头连接在钻杆的前端。钻机是提供动力的设备，其体积较大，只能停留在所钻的孔外。在钻深孔时需要将钻杆加长。由于钻孔时钻头需要高速旋转才能有效钻进，当钻杆加长后，钻杆及钻头在高速旋转时就会剧烈抖动，这样不但会损坏钻头，而且在钻进深孔时不能保证孔的直线度和孔径，并还有可能造成安全隐患。

这些设备普遍存在的缺点是钻深孔时只能采用低转速，因此钻进效率很差；高转速时，不能钻深孔。在坚硬的岩石内钻孔作业时，普遍存在速度慢，效率低；对不同硬度的作业面不具有通用性，遇有不同硬度的层状岩层或者岩层、土层交替的地质构造时就很难使用同一种钻进机械。钻孔是开展其它作业的先期工作，钻孔的效率低将影响其它作业的进度和速度。开发一种结构简单、轻便、通用性强，又能实现在硬岩中高速钻进的设备显得尤为重要。目前还没有能很好适用于钻深孔的专用设备。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种以高压水作动力的为钻头近距离提供高转速的钻进的设备，能够适用于在不同材质的工作面上钻深孔。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

水动力马达式硬岩深孔钻进器，该设备主要部件包括一支钻头、推进装置及与推进装置连接的钻杆，在钻杆和钻头之间连接一个以高压水做动力的微型水动力马达，钻杆和水动力马达的外部径向尺寸不大于钻头的外径，水动力马达安装在靠近钻头的位置。

微型水动力马达的动力输入端与钻杆连接，水动力马达通过钻杆内部与设置在外部的加压水泵连通，加压水泵通过高压水流为水动力马达提供动力。水动力马达的动力输出端连接钻头，两者之间通过一个连接件连接。

上述结构的进一步改进在于：在水动力马达的动力输出端设置有出水孔，通过此出水孔将已经经过马达的大部分水泻掉，在水动力马达的动力输出端与钻头连接的连接件内部设置有从水动力马达通到钻头内部的通水孔，而另一部分水则通过此通水孔进入钻头内部，并一直通到钻头切削部位，对其实施润滑和冷却。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

本发明将水动力马达应用到钻孔作业，能够在深孔内部为钻头提供近距离的动力，可以使钻头实现高速转动，而钻杆处于静止状态。因此本发明可以钻出十几米甚至几十米的更深的孔，并能够适用于在硬质岩石或者岩石、土层交替的不同硬度的工作面上钻深孔，能够充分发挥金刚石钻头的高速切削性能。使用本发明的设备钻孔，其成孔好，直线度高，钻头不容易损坏，大大提高了钻孔效率，克服了传统钻进设备的缺点。

本发明所述的设备结构简单，以普通水经过加压作为动力源，能源清洁，有效改善作业环境，降低钻进成本，提高作业效率。

本发明在水动力马达的动力输出端设置的出水孔及通到钻头内部的通水孔可以使水通到钻头内部以及切削部位，因此可以对钻头实施冷却，可以软化岩石，为切削提供润滑，避免钻头温度过高而烧损。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1、钻头，2、水动力马达，3、钻杆，4、推进装置，5、高压水管，6、加压水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

由附图可知，该设备主要部件包括一支金刚石钻头1、微型水动力马达2、钻杆3、推进装置4、加压水泵6，金刚石钻头1的尾部与微型水动力马达2的动力输出端连接，微型水动力马达2的动力输入端连接钻杆3，钻杆3与推进装置4连接；钻杆3为中空的管状结构，其前端与微型水动力马达2的进水口连通，其后端通过高压水管5与一加压水泵6连通。

水动力马达2的动力输出端是一个输出轴，在此输出轴内部设置有从水动力马达2通到钻头1内部的通水孔；在水动力马达2的动力输出端上还设置有出水孔，此出水孔将大部分经过水动力马达的高压水泄到岩石孔内。

本发明的钻杆与加压水泵的连接还可以经过推进装置连接在一起。

将钻头对准开孔位置，启动加压水泵，高压水通过高压水管5、钻杆内部输送到水动力马达，马达开始高速转动，此时启动推进装置向前推进开始钻孔，当达到所接钻杆的钻孔深度后，停止推进和供水，在推进装置与钻杆连接部位增加新钻杆，继续打钻。循环以上步骤直至完成需钻孔深度，即可完成深孔的作业。