[发明专利]超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置及使用方法

权利要求书

1.一种超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置，其特征在于，包括：

由外壳包裹形成的谐振腔；

所述谐振腔内上部安装有超声换能器A；谐振腔内安装有谐振环；超声换能器A与外部的超声波发生装置通过线路连接；

用于向谐振腔内供水的高压供水管路及高压供水系统；

谐振腔内包裹凿岩钻杆的上部，凿岩钻杆的下部伸出所述谐振腔，凿岩钻杆尾端安装分流器，分流器上安装凿岩钻头；

所述凿岩钻杆的下部内部中空形成纵向的水流通道，该水流通道上部与所述谐振腔相连通；所述凿岩钻头上设有钎刃，凿岩钻头上设有高压喷水孔，以及与高压喷水孔联通的导流腔，与所述分流器上设有一个与所述水流通道配合的进水孔，以及多个与导流腔对应配合的出水孔；所述高压喷水孔通过导流腔、分流器、水流通道与所述谐振腔联通；

所述凿岩钻杆上部连接有超声换能器B，超声换能器B上部通过钻机连接装置与钻机本体连接，超声换能器B通过内置于所述钻机连接装置的线路与所述超声波发生装置连接；

所述超声波发生装置具有多个通道，能够分别对换能器A及换能器B输出不同频率；

所述高压供水管路截面大于所述水流通道的截面。

2.根据权利要求1所述的一种超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置，其特征在于，所述超声换能器A有多个，围绕着所述钻机连接装置成环形布置。

3.根据权利要求2所述的一种超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置，其特征在于，所述高压喷水孔开设在所述钎刃的端部。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置，其特征在于，还包括凿岩台车，上述超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置集成安装在凿岩台车。

5.一种超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩方法，其特征在于，利用了权利要求1至3任意一项所述一种超声振动与超声高压脉冲射流综合凿岩装置，其步骤为：

S1.测定目标区域的岩石固有频率；

S2.开启钻机，调节超声波发生装置，使其对换能器B激发的超声波输出频率等于岩石固有频率，并将超声振动通过凿岩钻杆传导至岩石表面；

S3.通过高压供水系统、高压供水管路向谐振腔内供高压水，换能器A与谐振环共同作用，将谐振腔内的高压水激荡形成高压脉冲射流，并经由水流通道、分流器、导流腔、高压喷水孔直接作用于岩石；

S4.变换施工位置，重复步骤S1至S3至施工完毕。