一种TSP堵水密封件扩孔段钻具及其使用方法技术

本发明专利技术涉及超前地质预报技术领域，具体是指一种TSP堵水密封件扩孔段钻具及其使用方法，包括钻进机构，钻进机构与孔配合并用于在孔上加工形成扩孔段，孔内安装有密封件且密封件与扩孔段配合，扩孔段用于承载爆破的冲击力且对密封件进行限位。本发明专利技术由于扩孔段的限位作用，能够避免密封件在炸药爆炸时与孔发生较大的相对位移，减小了爆炸冲击波的释放，减小了弹性波实际误差。了弹性波实际误差。了弹性波实际误差。

【技术实现步骤摘要】
一种TSP堵水密封件扩孔段钻具及其使用方法


[0001]本专利技术涉及钻具
，具体是指一种TSP堵水密封件扩孔段钻具及其使用方法。

技术介绍

[0002]超前地质预报或隧道超前地质预报，是在隧道开挖时，对掌子面前方及其周边（主要是铁路隧道）的围岩与地层情况做出超前预报。地震法是当前隧道中长期超前预报的主流方法。它包括：HSP、TSP、TGP、TRT、TST、负视速度等各种方法。其中TSP隧道的工作原理是利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理，实现拾取掌子面前方岩体中的反射波信息，达到预报的目的。
[0003]现有用于超前地质预报数据采集的封堵装置，在孔内灌水以提高爆炸激发的弹性波的强度，并设置堵水层以对孔进行封堵。上述方案存在以下问题：由于堵水层与孔内部仅通过摩擦力进行限位，炸药爆炸时堵水层与孔发生位移，部分冲击力被释放；一些情况下堵水层在炸药爆炸时被冲击波震碎，也将导致部分冲击力被释放。部分冲击力被释放导致弹性波实际误差较大。
[0004]基于上述情况，亟待一种TSP堵水密封件扩孔段钻具及其使用方法，来解决弹性波实际误差较大的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种TSP堵水密封件扩孔段钻具及其使用方法，解决了弹性波实际误差较大的问题。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，包括钻进机构，所述钻进机构与孔配合并用于在孔上加工形成扩孔段，所述孔内安装有密封件且密封件与扩孔段配合，所述扩孔段用于承载爆破的冲击力且对密封件进行限位，由于所述扩孔段的限位作用，能够避免密封件在炸药爆炸时与孔发生较大的相对位移，减小了爆炸冲击波的释放，减小了弹性波实际误差。
[0007]更进一步地，所述扩孔段为回转体，为了方便快捷地加工所述扩孔段，其中一种可行的方案为：所述钻进机构包括钻头和用于带动钻头做周向运动的驱动部，通过所述驱动部带动钻进机构和钻头同步沿孔的轴线旋转以进行扩孔段的加工，方便快捷。
[0008]更进一步地，本方案不唯一限定所述驱动部的具体结构，其中一种可行的方案为：所述驱动部包括驱动电机和与驱动电机传动连接的蜗杆，由于蜗轮蜗杆机构的自锁性和传动性，能够通过驱动电机控制钻头的钻进速率，避免过量切割从而降低了钻头的磨损速速率。
[0009]更进一步地，由于孔内壁需要承载炸药爆炸冲击波，所以孔内部硬度较大，需要调
整所述钻头的钻孔深度进行若干次加工以形成扩孔段，其中一种可行的方案为：所述钻进机构包括用于调整钻头钻孔深度的调节机构，通过所述调节机构逐级调整钻头的钻孔深度，避免过量切割从而降低了所述钻头的磨损速率。
[0010]更进一步地，为了便于固定所述钻进机构，其中一种可行的方案为：所述钻进机构安装于底座上且底座上形成有限位环，所述限位环用于对钻进机构进行轴向限位，所述底座与隧道围岩贴合，在所述钻进机构运作过程中由于底座与隧道围岩贴合，避免所述钻进机构的轴线偏移孔的轴线，进一步保证所述扩孔段的加工精度。
[0011]一种TSP堵水密封件扩孔段钻具的使用方法，包括：S1、安装钻进机构和钻具电机，将孔钻安装到钻具电机上，驱动电机停止工作，沿孔钻的轴线调整钻具电机的位置并打孔至预设深度；S2、将铣钻安装到钻具电机上并将铣钻调整到预设位置，通过锁紧机构使钻具电机固定，由驱动电机带动铣钻做圆周运动并回到初始位置，打开锁紧机构并多次调整铣钻的位置进行旋转式钻进以形成扩孔段。
[0012]更进一步地，本方案不唯一限定所述锁紧机构的具体结构，其中一种可行的方案为：所述锁紧机构包括形成于钻具电机上的直齿条和与直齿条配合的锁紧齿条，当所述锁紧齿条与直齿条配合时，所述钻具电机固定，当所述锁紧齿条退回时，所述钻具电机能够沿钻头的轴线方向往复运动，原理简单易于实现。
[0013]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：一、由于所述扩孔段的限位作用，能够避免密封件在炸药爆炸时与孔发生较大的相对位移，减小了爆炸冲击波的释放，减小了弹性波实际误差；二、所述驱动部包括驱动电机和与驱动电机传动连接的蜗杆，由于蜗轮蜗杆机构的自锁性和传动性，能够通过驱动电机控制钻头的钻进速率，避免过量切割从而降低了钻头的磨损速速率；三、由于所述钻进机构包括用于调整钻头钻孔深度的调节机构，通过所述调节机构逐级调整钻头的钻孔深度，所以能避免过量切割从而降低了所述钻头的磨损速率。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的密封件安装示意图；图2为本专利技术的钻进机构安装示意图；图3为本专利技术的钻进机构结构示意图；图4为本专利技术的驱动部与调节机构结构示意图；图5为本专利技术的底座结构示意图；图6为本专利技术的电机结构示意图；图7为本专利技术的密封件剖视图；图8为本专利技术的承载件结构示意图。
[0015]附图中标记及对应的零部件名称：1、孔；2、密封件；3、钻进机构；4、底座；5、承载件；6、钻具电机；
11、扩孔段；12、凸缘；21、封堵管；22、广口管；23、紫外线固化层；24、外膨胀层；25、引线孔；26、注水孔；27、内膨胀层；31、钻头；32、驱动部；33、调节机构；34、转动板；35、盖板；321、驱动电机；322、蜗杆；323、圆环；324、蜗轮；331、圆板；332、套管；333、导轨；334、滑槽；335、锁紧开关；41、限位环；51、形状记忆合金网；52、防爆网；53、加强环；61、滑块；62、直齿条。
实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，本专利技术已经处于实际研发使用阶段。
[0017]首先，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0018]实施例1：
[0019]如图1和图2所示，本专利技术提供了一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，包括钻进机构3，钻进机构3与孔1配合并用于在孔1上加工形成扩孔段11，孔1内安装有密封件2且密封件2与扩孔段11配合，扩孔段11用于承载爆破的冲击力且对密封件2进行限位，具体地，在本实施例中，通过扩孔段11上形成的凸缘12进一步对密封件2进行限位，由于扩孔段11和凸缘12的限位作用，能够避免密封件2在炸药爆炸时与孔发生较大的相对位移，减小了爆炸冲击波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，包括钻进机构（3），其特征在于：所述钻进机构（3）与孔（1）配合并用于在孔（1）上加工形成扩孔段（11），所述孔（1）内安装有密封件（2）且密封件（2）与扩孔段（11）配合，所述扩孔段（11）用于承载爆破的冲击力且对密封件（2）进行限位。2.根据权利要求1所述的一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，其特征在于：所述钻进机构（3）包括钻头（31）和用于带动钻头（31）做周向运动的驱动部（32）。3.根据权利要求2所述的一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，其特征在于：所述驱动部（32）包括驱动电机（321）和与驱动电机（321）传动连接的蜗杆（322）。4.根据权利要求3所述的一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，其特征在于：所述钻进机构（3）包括用于调整钻头（31）钻孔深度的调节机构（33）。5.根据权利要求2至4任意一项所述的一种TSP堵水密封件扩孔段钻具，其特征在于：所述钻进机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小洋，吴耀宗，罗雪涛，李本伟，邓刚，宋恒杨，陶双江，周明，李鹏，吉锐，何小波，张赟，陶磊，宋文超，罗亦洲，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：