一種新型內冷式軟巖取芯鑽頭的製作方法
2023-06-01 17:43:31
專利名稱：一種新型內冷式軟巖取芯鑽頭的製作方法
技術領域：
本發明屬於土工試驗試驗樣品加工領域，特別涉及一種新型內冷式軟巖取芯鑽頭，適用於軟巖樣品的取芯工作。
背景技術：
軟巖指強度低、孔隙度大、膠結程度差、受構造面切割及風化影響顯著或含有大量膨脹性粘土礦物的松、散、軟、弱巖層，該類巖石多為泥巖、頁巖、粉砂巖和泥質礦巖，是天然形成的複雜的地質介質。軟巖廣泛分布於地球表面，僅泥巖和頁巖就佔地表所有巖石的50 %左右。在我國，西北部地區、雲貴高原、湘瀏低洼盆地、四川盆地、甘肅東北部以及東南沿海和東北地區都有軟巖成片或零星分布，隨著我國重大基礎設施建設的迅猛發展，在交通工程、水電工程及 市政工程等領域的工程建設中常遭遇軟巖地層，由於軟巖具有強度低、孔隙度大、膠結程度差、膨脹性粘土礦物含量高等特點，因此軟巖遇水後軟化崩解效應明顯，帶來了大量工程問題並導致一系列災害事故的發生。因此，開展軟巖軟化、崩解特性和力學性質研究成為巖土工程領域的熱點問題之一，室內試驗是一種重要的研究手段。在軟巖室內試驗研究中，常遭遇制樣難題由於軟巖有遇水後易軟化崩解的特點，在制樣儀器冷卻水的浸泡下和制樣儀器的機械擾動下軟巖極易發生破壞，導致制樣失敗，針對此問題，發明了一種新型內冷式軟巖取芯鑽頭。
發明內容
本發明的目的是，針對現有巖石立式取芯機加工軟巖樣品時需淋燒大量冷卻水，導致軟巖崩解破壞的問題，研製了一種新型內冷式軟巖取芯鑽頭，提供一種能夠應用於現有立式取芯機，而冷卻水無需與軟巖樣品直接接觸的軟巖取芯方式。本發明涉及的一種新型內冷式巖石取芯鑽頭，其特徵在於由內部含冷卻水循環通道的鑽頭，止水軟塞和導熱銅環組成，利用內部冷卻水循環和導熱銅環共同作用，實現冷卻水無需與軟巖樣品直接接觸的軟巖取芯方式。I)止水軟塞止水軟塞塞在鑽頭內部上端，軟塞上方露出內部冷卻水循環通道進水口，軟塞下部是容納巖芯的空間，軟塞將冷卻水與巖芯的分離在上下兩個不相連通的空間，使得冷卻水只能通過。冷卻水循環通道進水口從軟塞上端排出。2)導熱銅環導熱銅環箍在鑽頭外部，將無冷卻水通道的鑽體部分的溫度傳導到含冷卻水通道的鑽體部分。3)高強度合金鋼鑽頭鑽頭內部上端含螺紋，與普通立式取芯機所用鑽頭螺紋相同，可安裝在普通立式取芯機上，此時止水軟塞上方形成密閉空間，立式取芯機的冷卻水進入後只能從鑽頭內部冷卻水循環通道的入水口進入循環通道，在循環通道內流動後，最終通過冷卻水循環通道的排水口流出，由於接入的冷卻水存在壓力，因此冷卻水從排水口排出的形式為噴出，不會落到下方巖石樣品上。本發明具有以下優點I、可安裝在現有巖石立式取芯機上，無需對現有立式取芯機進行改裝，應用前景廣闊。2、結構相對簡單，容易實現，易於企業化生產。
圖I是本發明外觀部分組成圖； 其中A——導熱銅箍B-冷卻水循環通道排水口C-冷卻水循環通道進水口圖2是本發明中內部冷卻系統示意圖；其中B-冷卻水循環通道排水口C——冷卻水循環通道進水口
具體實施例方式下面結合附圖1、2詳細說明本發明的使用方式。(I)將導熱銅箍安裝在鑽頭外側。(2)將止水軟塞從鑽頭下方塞入，止水軟塞上端塞到冷卻水循環通道進水口時停止塞入動作。(3)將鑽頭安裝在立式取芯機上，打開冷卻水開關，檢查止水軟塞是否漏水。(4)安裝軟巖樣品，按照常規方式取芯。
權利要求
1.一種新型內冷式軟巖取芯鑽頭，其特徵在於由內部含冷卻水循環通道的鑽頭，止水軟塞和導熱銅環組成，其中止水軟塞塞在鑽頭內部上2而，軟塞上方露出內部冷卻水循環通道進水口，軟塞下部是容納巖芯的空間；導熱銅環箍在鑽頭外部，將無冷卻水通道的鑽體部分的溫度傳導到含冷卻水通道的鑽體部分；鑽頭內部上端含螺紋，與普通立式取芯機所用鑽頭的螺紋相同，可安裝在普通立式取芯機上，此時止水軟塞上方形成密閉空間，立式取芯機的冷卻水進入後從鑽頭內部冷卻水循環通道的入水口進入循環通道，在循環通道內流動後，最終通過冷卻水循環通道的排水口流出，由於接入的冷卻水存在壓力，因此冷卻水從排水口排出的形式為噴出，不會落到下方巖石樣品上。
全文摘要
本發明涉及一種新型內冷式巖石取芯鑽頭，鑽頭由內部含冷卻水循環通道的鑽頭，止水軟塞和導熱銅環組成，利用內部冷卻水循環和導熱銅環實現鑽頭冷卻。本發明具有能夠在現有立式取芯機上使用，結構簡單，便於生產推廣等優點，具有廣闊的應用前景。
文檔編號G01N1/08GK102661876SQ20121011270
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者劉鎮, 周翠英, 張磊 申請人:中山大學