一种岩石取芯钻头的制作方法

本实用新型涉及一种岩石取芯钻头，主要适用于大中专院校对混凝土、岩石的室内取芯试验和工程建设中的取芯工作。

背景技术：

岩石是一种天然不均质材料，内含层理和软弱层，所以在对岩石等不均质材料取芯时，常常会发生岩芯沿着节理层和软弱面断裂的情况，岩芯断裂后，断裂的岩芯和碎石会在钻头管壁内高速运转，当钻头停止运转时，断裂的岩芯和碎石已偏离了原有破裂位置，且此时在钻头内壁、断裂岩芯、碎石之间会发生堆积和挤压，产生力的作用，使得岩芯无法沿着管壁正常滑落下来，此时常规解决方法是若用硬物敲击管壁或卸下钻头，上述方法在短时间内很难取出断裂的岩芯和碎石，甚至会造成管壁变形，对钻头造成不可逆伤害并浪费大量时间。在实际取芯过程中，现有钻头无法观测到钻头内实际取芯长度，操作者往往是凭经验和感觉来控制取芯机停止钻进的时间，这样会造成岩石的浪费，一旦钻头内的岩样接触到钻头的上顶面，对于钻头甚至是取芯机会造成非常大的伤害，甚至是安全事故。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高效、省时、操作简便、安全的岩石取芯钻头。

本实用新型的岩石取芯钻头包括超越离合器、钻头主体、一个以上的弹簧、压板、刻度器，超越离合器设置在钻头主体顶部，即超越离合器的外环固定在钻头主体顶部内侧，进水口固定在超越离合器的内环上端，弹簧一端固定在超越离合器的内环下端，另一端与压板固连，刻度器穿过外环设置在钻头主体内，进水口上开有装拆槽，钻头主体底端设置有刀片，压板上开有通孔。

所述刻度器是带有凸块的杆，杆穿过超越离合器的外环设置在钻头主体内，凸块放置于外环上方，凸块为吸铁石块，可以吸附在钻头主体上。

所述钻头主体为中空圆柱体。

所述超越离合器还包括星轮，3个以上的滚珠通过弹簧顶杆设置在星轮上，滚珠与外环内壁紧密配合，内环通过星轮设置在外环内。

所述刀片为金刚石环状刀片，刀片外径比钻头主体的外径大。

本装置中超越离合器可替换为轴承，轴承外环固定在钻头主体顶部内侧，进水口固定在轴承的内环上端，弹簧一端固定在轴承的内环下端。

本装置的钻头主体下部开有一个以上的孔，用于辅助取芯，孔为椭圆形。

本装置使用时，将扳手放在装拆槽上，将进水口装在取芯机上，水流可以从进水口和超越离合器（轴承）的内环中流入钻头主体内并形成柱状水流；通过弹簧和压板施加的向下压力保证取芯岩样的相对位置不发生改变，进而防止卡钻的发生；通过刻度器上的凸块的相对位置的变化判断实际取芯长度，即压板将刻度器的杆顶起，判断是否要停止取芯。

本实用新型的有益效果是：通过岩石取芯钻头的弹簧-压板以及加入超越离合器（或轴承）的设计，缩短了取芯时间，降低了对钻头的使用伤害，使卡钻浪费的时间得到控制，延长了钻头的使用寿命；通过刻度器的相对位置改变判断实际取芯长度，将取芯可视化，减小了事故发生的风险；本实用新型取芯高效、节约时间，操作简单、对钻头伤害小，安全性高，更贴合科研和安全生产实际。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的剖视结构示意图；

图3为超越离合器结构示意图；

图4为带孔的钻头主体结构示意图；

图中：1-进水口、2-超越离合器、3-钻头主体、4-弹簧、5-压板、6-刀片、7-装拆槽、8-刻度器、9-外环、10-内环、11-滚珠、12-星轮、13-弹簧顶杆、14-通孔、15-孔。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于作数内容。

实施例1：如图1-3所示，本岩石取芯钻头包括超越离合器2、钻头主体3、1个弹簧4、压板5、刻度器8，其中超越离合器2包括星轮12、外环9、内环10，4个滚珠通过弹簧顶杆13设置在星轮上，滚珠与外环内壁紧密配合，内环10通过星轮设置在外环9内；钻头主体3为中空圆柱体；超越离合器2设置在钻头主体3顶部，即超越离合器2的外环固定在钻头主体顶部内侧，进水口1固定在超越离合器2的内环上端，弹簧4一端固定在超越离合器2的内环下端，另一端与压板5固连，刻度器8穿过外环设置在钻头主体内，进水口1上开有装拆槽7，钻头主体3底端设置有金刚石环形刀片6；所述刻度器8是带有凸块的杆，杆穿过超越离合器2的外环设置在钻头主体内并位于压板5上方，凸块（吸铁石）放置于外环上方，压板5上开有通孔14，压板为圆板。

安装钻头时，将钻头的进水口与取芯机的机身通过螺纹连接，打开机身的出水阀，观察是否有水流出，取芯过程中，伴随着钻头下降和岩芯上升，弹簧4和压板5施加给岩芯一个向下的压力，随着取芯长度越来越大，当刻度器9的凸块向上顶起，此时需要停止向下取芯，提升钻头；上述方法可以保证不论岩芯是否碎裂，岩芯整体的相对位置不会发生改变，进而起到避免了卡钻的发生，取芯结束后，关闭电源，清洗主体壁身3的内外壁。

实施例2：如图4所示，本实施例装置结构同实施例1，不同在于：有3个弹簧4，保证压板的稳定性，超越离合器2替换为轴承，轴承外环固定在钻头主体3顶部内侧，进水口1固定在轴承的内环上端，弹簧4一端固定在轴承的内环下端；钻头主体3下部开有3个孔15，取芯结束后，通过孔15以及夹子，辅助向下移动岩样。