一種用于地應(yīng)力測(cè)試的錐磨一體式鉆頭制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于地應(yīng)力測(cè)試的錐磨一體式鉆頭，包括回水口(1)，回水口(1)外側(cè)為錐平面(4)，錐平面(4)外緣與錐形面(2)連接，錐形面(2)另一端與磨平面(3)相連，磨平面(3)與錐平面(4)平行，排水通道(5)經(jīng)磨平面(3)、錐形面(2)和錐平面(4)與回水口(1)連通。本發(fā)明專利技術(shù)加快了測(cè)試小孔的鉆成，大大提高工作效率和工作質(zhì)量，省時(shí)省力，相比于現(xiàn)有技術(shù)，只使用一枚鉆頭就完成了磨平和錐喇叭口步驟。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于巖土工程勘察領(lǐng)域，特別涉及到用應(yīng)力解除法來進(jìn)行巖體應(yīng)力測(cè)試中一種錐磨一體式鉆頭。
技術(shù)介紹
隨著我國建設(shè)工程規(guī)模的日益擴(kuò)大，在水利水電、采礦、軍事、鐵道等工程中地下硐室的應(yīng)用越來越多，埋藏深度也越來越大，然而這些深部地下工程中面臨著高地應(yīng)力誘發(fā)的結(jié)構(gòu)安全、巖爆、大變形等問題。地應(yīng)力是引起地下工程變形和破壞的主要因素，是進(jìn)行圍巖穩(wěn)定分析、地下工程軸線方向選擇、斷面形狀、支撐設(shè)計(jì)或工程開挖設(shè)計(jì)的前提。因此進(jìn)行地應(yīng)力大小和方向的測(cè)量、研究應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，是地下洞室圍巖穩(wěn)定分析和廠房軸線的必要工作。應(yīng)力解除法是最常見的地應(yīng)力測(cè)量方法，在《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50266-2013)中介紹了應(yīng)力解除法測(cè)試的基本步驟：1.根據(jù)測(cè)試要求，選擇適當(dāng)場(chǎng)地，安裝并固定好鉆機(jī)，并按預(yù)定的方位角和傾角進(jìn)行鉆進(jìn)；2.應(yīng)用解除鉆頭鉆至預(yù)定的測(cè)試深度，并應(yīng)取出巖芯，進(jìn)行描述；3.用磨平鉆頭磨平孔底；4.用錐形鉆頭打喇叭口，為送進(jìn)和安裝應(yīng)變計(jì)起導(dǎo)向作用；5.打測(cè)試小孔，然后用水沖洗中心測(cè)試孔直至回水不含炭粉為止；6.安裝變形計(jì)，進(jìn)行解除并測(cè)試。該方法中在打測(cè)試小孔之前需要先用磨平鉆頭對(duì)孔底進(jìn)行磨平，在磨平的面再用錐形鉆頭打喇叭口用來導(dǎo)向。傳統(tǒng)的這種方法存在以下兩個(gè)問題：(1)操作比較繁瑣，尤其是對(duì)于在狹窄的平硐內(nèi)進(jìn)行較深的鉆孔施工，安裝磨平鉆頭→安裝和送進(jìn)鉆桿→磨平→拆卸鉆桿→更換錐形鉆頭→安裝和送進(jìn)鉆桿→錐喇叭口→拆卸鉆桿，僅僅打?qū)蚶瓤诰托枰陨?個(gè)流程，單次打測(cè)試小孔就需要2～3小時(shí)，非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力；(2)在磨平和錐喇叭口的時(shí)候，鉆機(jī)進(jìn)尺很難判斷，往往會(huì)“過鉆”或“欠鉆”，“過鉆”時(shí)會(huì)造成鉆頭、時(shí)間的浪費(fèi)，“欠鉆”時(shí)孔底未磨平或喇叭口未錐成，需要返工，會(huì)更加費(fèi)時(shí)費(fèi)力。鉆導(dǎo)向喇叭口操作難度大，耗費(fèi)時(shí)間較其他步驟較長，屬于打測(cè)試小孔的控制步驟，如果能夠提高導(dǎo)向喇叭口的鉆成效率，可以大大加快鉆探速度，從而提高地應(yīng)力測(cè)試的效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)手段中存在的問題，提出一種更加簡單的鉆頭，即把磨平和錐喇叭口步驟合并，從而更加快速的實(shí)現(xiàn)測(cè)試小孔的鉆成，大大提高工作效率和工作質(zhì)量，省時(shí)省力。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種用于地應(yīng)力測(cè)試的錐磨一體式鉆頭，包括回水口，回水口外側(cè)為錐平面錐平面外緣與錐形面連接，錐形面另一端與磨平面相連，磨平面與錐平面平行，排水通道經(jīng)磨平面、錐形面和錐平面與回水口連通。錐平面和錐形面構(gòu)成了一個(gè)圓錐臺(tái)，圓錐臺(tái)的上表面(錐平面)上開有回水口與鉆桿排水通道連通。圓錐臺(tái)的底面與磨平面重合，確保磨平面和錐平面平行。排水通實(shí)質(zhì)上為多條獨(dú)立的水槽，從回水口經(jīng)錐平面、錐形面和磨平面到鉆頭外壁。排水通道呈“人”字形，分叉點(diǎn)位于錐平面與錐形面的連接處。鉆頭末端的外壁上加工有絲扣。錐形面、磨平面和錐平面的材質(zhì)均為電鍍金剛石，錐形面與水平面的夾角為60度。本專利技術(shù)用于應(yīng)力解除法地應(yīng)力測(cè)試法，可以更加快速的鉆成導(dǎo)向喇叭口。本專利技術(shù)各結(jié)構(gòu)的主要功能如下：回水口：鉆桿內(nèi)的水通過回水口排出，防止鉆頭溫度過高導(dǎo)致鉆頭的損壞；錐形面：主要作用是控制喇叭口的形狀，并將喇叭口打磨光滑；磨平面：作用是將喇叭口外部磨平；錐平面：作用是將控制鉆頭的鉆進(jìn)；排水通道：作用是將回水口流出的水排除；絲扣：作用是通過套管與鉆桿相連接。當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，錐平面最先接觸巖石，此時(shí)由于錐平面接觸面積較小，可以鉆入巖體，同時(shí)錐形面磨平錐形面，隨著鉆入深度增加，喇叭口逐步形成，磨平面接觸巖石開始磨平至鉆機(jī)無法進(jìn)尺，導(dǎo)向喇叭口完成錐磨。在鉆進(jìn)的過程中回水口和排水通道一直排水，防止鉆頭溫度過高。鉆頭金剛石濃度、粒度和胎體硬度應(yīng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)地區(qū)巖體特性確定。本專利技術(shù)操作較以前有很大的便捷性，安裝錐磨鉆頭→安裝和送進(jìn)鉆桿→錐磨喇叭口→拆卸鉆桿，導(dǎo)向喇叭口鉆成流程較以前減少一半，單次打測(cè)試小孔時(shí)間可以節(jié)省1～2小時(shí)，對(duì)于1組空間地應(yīng)力需要三向交匯孔的測(cè)試，往往需要進(jìn)行數(shù)十點(diǎn)測(cè)試，累計(jì)節(jié)省的時(shí)間和人力非常可觀；本專利技術(shù)在錐磨喇叭口時(shí)，無需人為判斷鉆機(jī)進(jìn)尺，只需鉆進(jìn)至不能鉆進(jìn)為止，此時(shí)磨平面已經(jīng)與鉆頭充分接觸，達(dá)到錐磨的效果，所以不必?fù)?dān)心“欠鉆”和“過鉆”問題；本專利技術(shù)較以前的方法操作更加簡單，施工質(zhì)量更高，鉆頭更加節(jié)省，具有廣泛推廣的條件。附圖說明圖1是本專利技術(shù)立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的俯視圖；圖3是本專利技術(shù)的側(cè)視圖，其中1—回水口，2—錐形面，3—磨平面。4—錐平面，5—排水通道，6—絲扣。具體實(shí)施方式如圖1～3所示，一種用于地應(yīng)力測(cè)試的錐磨一體式鉆頭，包括回水口1，回水口1外側(cè)為錐平面4，錐平面4外緣與錐形面2連接，錐形面2另一端與磨平面3相連，磨平面3與錐平面4平行，排水通道5經(jīng)磨平面3、錐形面2和錐平面4與回水口1連通。排水通道5呈“人”字形，共有四條，其分叉點(diǎn)位于錐平面4與錐形面2的連接處。錐形面2、磨平面3和錐平面4的材質(zhì)均為電鍍金剛石，錐形面2與水平面的夾角為60度。鉆頭末端的外壁上加工有絲扣6。采用錐磨一體式鉆頭后，地應(yīng)力測(cè)試的步驟如下：步驟一：根據(jù)測(cè)試要求，選擇適當(dāng)場(chǎng)地，安裝并固定好鉆機(jī)，用羅盤定向，進(jìn)行預(yù)定的方位角和傾角進(jìn)行鉆進(jìn)，所用鉆頭為解除鉆頭；步驟二：鉆至預(yù)定的測(cè)試深度，取出巖芯，進(jìn)行描述，判斷能否進(jìn)行測(cè)試；步驟三：若巖芯完整，將解除鉆頭換為錐磨一體式鉆頭，鉆導(dǎo)向喇叭口；步驟四：在導(dǎo)向喇叭口內(nèi)鉆小孔，然后用水沖洗中心測(cè)試孔直至回水不含炭粉為止；步驟五：安裝應(yīng)變計(jì)，進(jìn)行測(cè)試。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于地應(yīng)力測(cè)試的錐磨一體式鉆頭，其特征在于：包括回水口(1)，回水口(1)外側(cè)為錐平面(4)，錐平面(4)外緣與錐形面(2)連接，錐形面(2)另一端與磨平面(3)相連，磨平面(3)與錐平面(4)平行，排水通道(5)經(jīng)磨平面(3)、錐形面(2)和錐平面(4)與回水口(1)連通。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于地應(yīng)力測(cè)試的錐磨一體式鉆頭，其特征在于：包括回水口(1)，回水口(1)外側(cè)為錐平面(4)，錐平面(4)外緣與錐形面(2)連接，錐形面(2)另一端與磨平面(3)相連，磨平面(3)與錐平面(4)平行，排水通道(5)經(jīng)磨平面(3)、錐形面(2)和錐平面(4)與回水口(1)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊文超，周維慶，李裕忠，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國電建集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州;52