[发明专利]一种电脉冲钻头

说明书

本发明公开了一种电脉冲钻头，包括：用于与固定套相连的绝缘架；与绝缘架的内圈可轴向滑动套接的高压电极，高压电极与第一弹性件相连，以使高压电极随着钻进环境的变化而伸缩；与绝缘架的外圈可轴向滑动套接的低压电极，低压电极与第二弹性件相连，以使低压电极随着钻进环境的变化而伸缩；与高压电极相连、用于使高压电极通电的高压缆线；与低压电极相连、用于使低压电极通电的低压缆线。该电脉冲钻头可实现高压电极和低压电极轴向位置的自动调节，使高压电极和低压电极自适应钻孔内凹凸不平的钻进环境，保证高压电极和低压电极始终与岩石紧密接触，从而提高了能量利用率，提高电脉冲钻头在钻进过程中的可靠性，确保施工效率和施工效果。

技术领域

本发明涉及破岩及钻进装备技术领域，更具体地说，涉及一种电脉冲钻头。

背景技术

在钻井或破岩等工程机械中，现有技术通常采用机械钻孔法或爆破法等传统方法对坚硬岩石或超深井进行处理，也即，通过驱动钻头机械旋转钻进，实现钻井或破岩等。然而，随着钻井深度与力度的加大，采用机械钻孔等传统方法对坚硬岩石或超深井进行处理时，容易出现钻速慢、扰动大以及钻具磨损消耗大等问题，对钻井的钻进速度与施工效率产生很大影响，同时，耗能大且容易对环境造成污染。

因此，随着新兴技术的发展，高压电脉冲破岩技术逐渐得到应用。高压电脉冲破岩技术利用脉冲放电产生的冲击波、射流或等离子通道的力学效应使岩石产生裂纹直至破碎，破岩效率高，无需钻头旋转，钻头磨损小，且能量可控、无污染、无飞石等，由此可以看出，高压电脉冲破岩在破岩方式上具有很大的优势。

然而，目前的电脉冲破岩装置仅能对相对平坦的地势进行钻进，当钻孔内的钻进环境凹凸不平时，存在高、低压电极中的某一电极不能与岩石紧密接触的现象，在这种情况下，岩石中并不会产生等离子通道，因此，将影响钻进效果及施工效率。

综上所述，如何提供一种能够适应钻孔内凹凸不平的钻进环境的电脉冲钻头，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电脉冲钻头，能够适应钻孔内凹凸不平的钻进环境，因此，可确保钻进效果和施工效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电脉冲钻头，包括：

用于与固定套相连的绝缘架；

与所述绝缘架的内圈可轴向滑动套接的高压电极，所述高压电极与第一弹性件相连，以使所述高压电极随着钻进环境的变化而伸缩；

与所述绝缘架的外圈可轴向滑动套接的低压电极，所述低压电极与第二弹性件相连，以使所述低压电极随着钻进环境的变化而伸缩；

与所述高压电极相连、用于使所述高压电极通电的高压缆线；

与所述低压电极相连、用于使所述低压电极通电的低压缆线。

优选地，所述高压电极的外周部设有第一凸缘，所述绝缘架的内圈设有第二凸缘，所述第一弹性件分别与所述第一凸缘和所述第二凸缘相连；

所述低压电极的内周部设有第三凸缘，所述绝缘架的外圈设有第四凸缘，所述第二弹性件分别与所述第三凸缘和所述第四凸缘相连。

优选地，所述高压电极的外周部设有用于对所述高压电极进行轴向限位的卡环，当所述卡环与所述第二凸缘相抵时，所述高压电极伸出最大距离。

优选地，所述第一凸缘和所述绝缘架中的一者设有第一定位凹槽，另一者设有用于与所述第一定位凹槽配合的第一定位凸键，以对所述高压电极进行周向定位。

优选地，还包括与所述低压电极相连、用于对所述低压电极进行轴向限位的限位配件，当所述限位配件与所述第四凸缘相抵时，所述低压电极伸出最大距离。