一种可径向调节的取芯扩孔装置的制作方法

本技术属于地质勘探，尤其涉及一种可径向调节的取芯扩孔装置。

背景技术：

1、地质勘探即通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，来确定合适的持力层，再根据持力层的地基承载力，确定地质的基础类型。钻探技术作为地质勘探中的一种，可以计算地质的基础参数。其中，金刚石地质取芯钻探是利用金刚石钻头配合扩孔器对岩石进行切削，二者之间的直径差是影响钻进效率的重要因素。当直径差过大时，扩孔器需要切削岩石过多，严重降低钻具的钻进速度，同时也会加剧扩孔器的磨损，降低扩孔器的预期寿命。当直径差过小时，钻头与孔壁间的过水面积缩小，出渣受阻，易造成卡钻。

2、目前使用的扩孔器，常用聚晶作为保径材料，不能主动的切削岩石，只能被动的被磨损，当扩孔器上烧结的金刚石颗粒磨损后，扩孔器基本失去扩孔能力，很容易导致钻孔缩径。钻孔缩径的后果一是导致钻头与孔壁间的过水面积变小，岩渣难以排出，降低钻进速度，加剧钻头和扩孔器的磨损，甚至导致卡钻；二是更换的新的扩孔器后，钻具无法正常下放，还需重新扫孔，严重降低钻进效率。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种可径向调节的取芯扩孔装置，从而解决了扩孔器被磨损后失去扩孔能力，导致钻孔缩径，降低钻进效率的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

5、本实用新型提供了一种可径向调节的取芯扩孔装置，包括扩孔器，扩孔器包括壳体，壳体内设置有至少一组扩孔组件，扩孔组件包括齿轮、若干齿条和若干铰刀；齿轮设置于壳体内，若干齿条围绕齿轮周向布置且与齿轮的齿啮合，若干齿条和若干铰刀一一对应且将齿轮的转动转换为铰刀沿齿轮的径向移动的方式驱动连接；壳体周向开设有与铰刀对应的矩形通孔，铰刀的径向移动沿矩形通孔；一个齿条连接有移动驱动件，移动驱动件的远离齿条的一端从壳体穿出。

6、进一步，移动驱动件为螺杆，齿条上设有与螺杆旋合的螺纹孔，螺杆能够带动所在的齿条移动，壳体周向开设有若干与螺纹孔同轴的圆形通孔使螺杆能够从壳体外部旋入螺纹孔并从螺纹孔另一侧伸出壳体。

7、进一步，取芯扩孔装置还包括钻头、钻铤和钻杆，壳体两端带有内螺纹，钻头和钻铤分别螺纹连接于壳体的两端，钻杆连接于钻铤的另一端。

8、进一步，扩孔组件中心设置有通孔，取芯扩孔装置还包括取芯内管，取芯内管穿设于通孔中以位于取芯扩孔装置中心。

9、进一步，铰刀远离齿轮的端面为工作面，工作面为圆弧状，若干铰刀的工作面位于同一个圆的圆周上。

10、进一步，齿条上开设有多个倾斜且相互平行的凹槽，铰刀上设置有多个倾斜且相互平行的凸条，凸条能够嵌于凹槽内与凹槽滑动配合。

11、进一步，齿条两侧设置有挡板，挡板将凹槽两端封闭。

12、进一步，扩孔组件还包括齿条导向板，齿条导向板为圆盘状且与齿轮同轴设置于壳体内，齿条导向板位于齿条的凹槽的另一侧，齿条导向板面向齿条的表面上设置有与若干齿条对应的若干导向条，齿条上设置有沟槽，导向条与沟槽配合且能够在沟槽内滑动。

13、进一步，扩孔组件还包括齿条定位板，齿条定位板为圆盘状且与齿轮同轴设置于壳体内，齿条定位板和齿条导向板位于齿条的相对侧，齿条定位板面向齿条的表面上设置有若干限位块，若干限位块的位置与若干齿条对应设置，限位块上开设有安装孔，安装孔与螺纹孔和圆形通孔同轴使螺杆能够同时穿设于安装孔、圆形通孔和螺纹孔中将齿条固定。

14、进一步，齿条定位板上设置有限位槽，当铰刀做径向移动时能够在限位槽内滑动。

15、(三)有益效果

16、本实用新型的有益效果是：

17、本实用新型提供的一种可径向调节的取芯扩孔装置，通过齿轮齿条传动来实现铰刀的径向移动，并通过齿条的周向布置来实现扩孔器最大直径的调节。使用时，可根据钻头的直径，调节扩孔器的最大直径，并能随着钻头的磨损，或新钻头制造上的误差，随时改变扩孔器的最大直径，以满足扩孔器与钻头二者之间最优的直径差，保证成孔直径以及钻进效率。当然，随着扩孔器自身的磨损，也可调节扩孔器的直径，从而增加扩孔器的寿命。

18、本实用新型结构简单、紧凑，使用方便，不需要将整个扩孔器拆下即可灵活调节扩孔器的最大直径，实现扩孔器的径向调节，从而有效降低钻孔缩径、钻进速度慢和卡钻等风险。同时，当需要更新时，只需要更换铰刀即可，无需替换整个扩孔器，实现大幅降低成本。

技术特征：

1.一种可径向调节的取芯扩孔装置，包括扩孔器(1)，所述扩孔器(1)包括壳体(11)，其特征在于，所述壳体(11)内设置有至少一组扩孔组件(12)，所述扩孔组件(12)包括齿轮(121)、若干齿条(122)和若干铰刀(123)；

2.根据权利要求1所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述移动驱动件为螺杆(124)，所述齿条(122)上设有与所述螺杆(124)旋合的螺纹孔(1222)，所述螺杆(124)能够带动所在的所述齿条(122)移动，所述壳体(11)周向开设有若干与所述螺纹孔(1222)同轴的圆形通孔(112)使所述螺杆(124)能够从所述壳体(11)外部旋入所述螺纹孔(1222)并从所述螺纹孔(1222)另一侧伸出所述壳体(11)。

3.根据权利要求1所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述取芯扩孔装置还包括钻头(2)、钻铤(3)和钻杆(4)，所述壳体(11)两端带有内螺纹，所述钻头(2)和所述钻铤(3)分别螺纹连接于所述壳体(11)的两端，所述钻杆(4)连接于所述钻铤(3)的另一端。

4.根据权利要求1所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述扩孔组件(12)中心设置有通孔(125)，所述取芯扩孔装置还包括取芯内管(5)，所述取芯内管(5)穿设于所述通孔(125)中以位于所述取芯扩孔装置中心。

5.根据权利要求1所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述铰刀(123)远离所述齿轮(121)的端面为工作面(1232)，所述工作面(1232)为圆弧状，若干所述铰刀(123)的所述工作面(1232)位于同一个圆的圆周上。

6.根据权利要求2所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述齿条(122)上开设有多个倾斜且相互平行的凹槽(1221)，所述铰刀(123)上设置有多个倾斜且相互平行的凸条(1231)，所述凸条(1231)能够嵌于所述凹槽(1221)内与所述凹槽(1221)滑动配合。

7.根据权利要求6所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述齿条(122)两侧设置有挡板(1223)，所述挡板(1223)将所述凹槽(1221)两端封闭。

8.根据权利要求6所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述扩孔组件(12)还包括齿条导向板(126)，所述齿条导向板(126)为圆盘状且与所述齿轮(121)同轴设置于所述壳体(11)内，所述齿条导向板(126)位于所述齿条(122)的所述凹槽(1221)的另一侧，所述齿条导向板(126)面向所述齿条(122)的表面上设置有与若干所述齿条(122)对应的若干导向条(1261)，所述齿条(122)上设置有沟槽(1224)，所述导向条(1261)与所述沟槽(1224)配合且能够在所述沟槽(1224)内滑动。

9.根据权利要求8所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述扩孔组件(12)还包括齿条定位板(127)，所述齿条定位板(127)为圆盘状且与所述齿轮(121)同轴设置于所述壳体(11)内，所述齿条定位板(127)和所述齿条导向板(126)位于所述齿条(122)的相对侧，所述齿条定位板(127)面向所述齿条(122)的表面上设置有若干限位块(1271)，若干所述限位块(1271)的位置与若干所述齿条(122)对应设置，所述限位块(1271)上开设有安装孔(1272)，所述安装孔(1272)与所述螺纹孔(1222)和所述圆形通孔(112)同轴使所述螺杆(124)能够同时穿设于所述安装孔(1272)、所述圆形通孔(112)和所述螺纹孔(1222)中将所述齿条(122)固定。

10.根据权利要求9所述的可径向调节的取芯扩孔装置，其特征在于，所述齿条定位板(127)上设置有限位槽(1273)，当所述铰刀(123)做径向移动时能够在所述限位槽(1273)内滑动。

技术总结
本技术属于地质勘探技术领域，尤其涉及一种可径向调节的取芯扩孔装置。该取芯扩孔装置包括扩孔器，扩孔器包括壳体，壳体内设置有至少一组扩孔组件，扩孔组件包括齿轮、若干齿条和若干铰刀；齿轮设置于壳体内，若干齿条围绕齿轮周向布置且与齿轮的齿啮合，若干齿条和若干铰刀一一对应且将齿轮的转动转换为铰刀沿齿轮的径向移动的方式驱动连接；壳体周向开设有与铰刀对应的矩形通孔，铰刀的径向移动沿矩形通孔；一个齿条连接有移动驱动件，移动驱动件的远离齿条的一端从壳体穿出。由此，该取芯扩孔装置不需要将整个扩孔器拆下即可灵活调节扩孔器的最大直径，实现扩孔器的径向调节，从而有效降低钻孔缩径、钻进速度慢和卡钻等风险。

技术研发人员：汪灿,易达云,刘郡,李俊,许爱凤,周胜
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：20230210
技术公布日：2024/1/12