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专利号: 2021103390127
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种可重复反击破岩的防卡钻钻头,其特征在于,包括:钻头本体,与液压马达连接,所述液压马达的进液口设有压力传感器,所述压力传感器与控制系统连接;防卡钻机构,设置在所述钻头本体内,所述防卡钻机构包括反击锤、反击锤板以及芯轴,所述反击锤的一端通过梯形螺纹与所述钻头本体的内壁连接,所述反击锤的下端设置锤头,所述反击锤板设置在所述钻头本体的内壁上,所述反击锤板靠近所述反击锤的一面设有锤牙,所述芯轴设置在所述钻头本体的侧壁上,所述钻头本体以及所述反击锤板上分别设有数量相同位置相应的芯轴槽孔及锤板槽孔,所述芯轴槽孔位于所述芯轴的下方;

所述反击锤包括锤体以及所述锤头,所述锤体的上端通过所述梯形螺纹与所述钻头本体的内壁连接,所述梯形螺纹的顶部设有限位挡圈,所述锤头设置在所述锤体的下端,所述锤头与所述反击锤板之间存在一定间隙,所述锤体内设有钻液流道,所述钻液流道将所述钻头本体的上腔体以及所述钻头本体的出渣流道连通;

所述钻头本体的侧壁上端设有芯轴阶梯孔,所述芯轴设置在所述芯轴阶梯孔内,所述芯轴与所述芯轴阶梯孔间设置限位弹簧,所述芯轴阶梯孔的顶部与液压系统连通,所述芯轴能够在液压系统的控制下沿所述芯轴阶梯孔上下移动。

2.根据权利要求1所述的可重复反击破岩的防卡钻钻头,其特征在于,所述钻头本体的内壁设有挡圈槽,所述限位挡圈设置在所述挡圈槽内。

3.根据权利要求2所述的可重复反击破岩的防卡钻钻头,其特征在于,所述锤体包括梯形螺纹段、储料段以及锤头安装段,所述储料段的一端与所述梯形螺纹段连接,所述储料段的另一端与所述锤头安装段连接,所述锤头通过安装部与所述锤头安装段连接,所述锤头的外径大于所述储料段的外径,所述锤头与所述梯形螺纹段形成了储料空间。

4.根据权利要求3所述的可重复反击破岩的防卡钻钻头,其特征在于,所述钻头本体内设有第一限位台阶,所述钻头本体内壁上的梯形螺纹位于所述挡圈槽与所述第一限位台阶之间。

5.根据权利要求1所述的可重复反击破岩的防卡钻钻头,其特征在于,所述芯轴阶梯孔设有第二限位台阶,所述芯轴阶梯孔包括相互连接的限位孔以及封孔轴孔,所述限位孔的内径大于所述封孔轴孔的内径,所述芯轴包括相互连接的限位轴以及封孔轴,所述限位轴的外径大于所述封孔轴的外径,所述限位轴位于所述限位孔内,所述封孔轴位于所述封孔轴孔内,所述封孔轴的外径不大于所述芯轴槽孔的宽度,所述限位弹簧位于所述限位轴的底面与所述第二限位台阶之间,所述限位轴外壁上设有斯特封槽,所述限位轴与所述限位孔之间设有斯特封。

6.根据权利要求5所述的可重复反击破岩的防卡钻钻头,其特征在于,所述芯轴阶梯孔的轴线与所述钻头本体的轴线平行,所述芯轴槽孔的轴线以及所述锤板槽孔的轴线与所述钻头本体的轴线垂直。

7.根据权利要求1所述的可重复反击破岩的防卡钻钻头的可重复反击破岩的防卡钻方法,其特征在于,包括:S10控制系统通过压力传感器实时检测带动钻头本体回转的液压马达的油路压力,并实时处理测算所述钻头本体所受扭矩情况;S20初始状态下,芯轴堵住芯轴槽孔,当所述控制系统检测到所述钻头本体受到的扭矩超过预警值时,所述控制系统控制所述芯轴向上移动将所述芯轴槽孔打开,外部碎石通过所述芯轴槽孔进入所述钻头本体内,所述反击锤与所述反击锤板配合对碎石进行二次破碎;S30所述控制系统监测到所述钻头本体所受扭矩超过极限值时,所述液压马达反转,所述钻头本体在液压马达的控制下反转,所述反击锤向靠近所述梯形螺纹的方向移动,将所述钻头本体内的碎石颗粒向下排出;

S40所述控制系统控制所述钻头本体交替进行正反转,当扭矩位于安全扭矩范围内时,所述防卡钻钻头恢复初始运行状态。