[发明专利]一种新型内冷式软岩取芯钻头

说明书

技术领域

本发明属于土工试验试验样品加工领域，特别涉及一种新型内冷式软岩取芯钻头，适用于软岩样品的取芯工作。

技术背景

软岩指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层，该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质。

软岩广泛分布于地球表面，仅泥岩和页岩就占地表所有岩石的50％左右。在我国，西北部地区、云贵高原、湘浏低洼盆地、四川盆地、甘肃东北部以及东南沿海和东北地区都有软岩成片或零星分布，随着我国重大基础设施建设的迅猛发展，在交通工程、水电工程及市政工程等领域的工程建设中常遭遇软岩地层，由于软岩具有强度低、孔隙度大、胶结程度差、膨胀性粘土矿物含量高等特点，因此软岩遇水后软化崩解效应明显，带来了大量工程问题并导致一系列灾害事故的发生。

因此，开展软岩软化、崩解特性和力学性质研究成为岩土工程领域的热点问题之一，室内试验是一种重要的研究手段。在软岩室内试验研究中，常遭遇制样难题：由于软岩有遇水后易软化崩解的特点，在制样仪器冷却水的浸泡下和制样仪器的机械扰动下软岩极易发生破坏，导致制样失败，针对此问题，发明了一种新型内冷式软岩取芯钻头。

发明内容

本发明的目的是，针对现有岩石立式取芯机加工软岩样品时需淋浇大量冷却水，导致软岩崩解破坏的问题，研制了一种新型内冷式软岩取芯钻头，提供一种能够应用于现有立式取芯机，而冷却水无需与软岩样品直接接触的软岩取芯方式。

本发明涉及的一种新型内冷式岩石取芯钻头，其特征在于由内部含冷却水循环通道的钻头，止水软塞和导热铜环组成，利用内部冷却水循环和导热铜环共同作用，实现冷却水无需与软岩样品直接接触的软岩取芯方式。

1)止水软塞

止水软塞塞在钻头内部上端，软塞上方露出内部冷却水循环通道进水口，软塞下部是容纳岩芯的空间，软塞将冷却水与岩芯的分离在上下两个不相连通的空间，使得冷却水只能通过。冷却水循环通道进水口从软塞上端排出。

2)导热铜环

导热铜环箍在钻头外部，将无冷却水通道的钻体部分的温度传导到含冷却水通道的钻体部分。

3)高强度合金钢钻头

钻头内部上端含螺纹，与普通立式取芯机所用钻头螺纹相同，可安装在普通立式取芯机上，此时止水软塞上方形成密闭空间，立式取芯机的冷却水进入后只能从钻头内部冷却水循环通道的入水口进入循环通道，在循环通道内流动后，最终通过冷却水循环通道的排水口流出，由于接入的冷却水存在压力，因此冷却水从排水口排出的形式为喷出，不会落到下方岩石样品上。

本发明具有以下优点：

1、可安装在现有岩石立式取芯机上，无需对现有立式取芯机进行改装，应用前景广阔。

2、结构相对简单，容易实现，易于企业化生产。

附图说明

图1是本发明外观部分组成图；

其中：

A——导热铜箍

B——冷却水循环通道排水口

C——冷却水循环通道进水口

图2是本发明中内部冷却系统示意图；

其中：

B——冷却水循环通道排水口

C——冷却水循环通道进水口

具体实施方式

下面结合附图1、2详细说明本发明的使用方式。

(1)将导热铜箍安装在钻头外侧。

(2)将止水软塞从钻头下方塞入，止水软塞上端塞到冷却水循环通道进水口时停止塞入动作。

(3)将钻头安装在立式取芯机上，打开冷却水开关，检查止水软塞是否漏水。

(4)安装软岩样品，按照常规方式取芯。