地质勘探用智能钻头结构

技术领域

本发明涉及钻头技术领域，具体为地质勘探用智能钻头结构。

背景技术

地质勘探是一种通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，再根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动，传统地质勘探常采用钻探法，通过钻机在地层中钻孔，取出岩芯，在实验室内通过实验方法鉴别和划分地层，并测定岩石和土层的物理、力学性质。

钻头是地质勘探中用的较多的工具之一，现有的地质勘测用钻头在使用时仅靠着钻尖来实现对井底部的钻设冲击，导致钻尖磨损非常严重，严重影响地质勘探的效率，而且现有的钻头上的钻齿的位置是固定的，不能在钻头使用的过程中更换磨损的钻齿。

发明内容

针对现有地质勘探用智能钻头结构的不足，本发明提供了地质勘探用智能钻头结构，具备压裂结构，可以对井底部较硬的部位进行压裂处理，降低钻尖的磨损度，且可以更换钻齿，便于钻头的使用的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：地质勘探用智能钻头结构，包括固定环，所述固定环的底部连接有钻杆，所述钻杆的底部连接有钻尖，所述钻尖内腔的底部设有开槽，所述钻尖内腔顶部的中部连接有液压伸缩杆一，所述液压伸缩杆一的另一端连接有压裂棒，所述压裂棒与开槽的内腔适配，所述钻杆包括底板、连接环结构、移动杆和转动环，相邻的两个连接环结构连接在一起，所述底板与钻尖内腔顶端的中部活动连接，连接环结构从外到内依次包括外环、限位环和支撑环，位于底部的所述限位环和支撑环的底部与底板顶部的中部连接，所述转动环与位于顶部的限位环的顶部连接，所述转动环外圈的中部连接有齿轮环，所述固定环内腔底端的一侧连接有固定套，固定套的内腔固定套接有电机，所述电机的输出轴末端连接有齿轮，所述齿轮与齿轮环啮合，所述固定环顶端的内壁设有内螺纹。

优选的，所述压裂棒的底部连接有楔形块，且楔形块的高度与开槽内腔的高度相同。

优选的，所述外环的侧壁上均匀设有开孔一，所述限位环的侧壁上均匀设有开孔二，开孔二的内腔内活动连接有连接管，连接管的外侧连接有钻齿，所述钻齿与开孔一的内腔适配，连接管内腔的中部连接有弹簧和拉绳，所述拉绳位于弹簧内腔的中部，且所述弹簧的另一端与支撑环的外表面连接，所述拉绳的另一端贯穿支撑环并延伸至支撑环的内腔内，且所述拉绳与支撑环的侧壁活动连接，所述移动杆位于支撑环内腔的中部，且所述移动杆与底板顶部的中部连接，所述拉绳的另一端与移动杆的侧壁连接，所述移动杆的底部设有凹槽，凹槽内腔的顶部与液压伸缩杆二的一端连接，所述液压伸缩杆二的另一端与底板的顶部连接。

优选的，所述开孔一的数量是开孔二数量的一半，且相邻的两个开孔一之间有开孔二，相邻的两个连接环结构上的开孔一之间具有夹角。

优选的，所述钻尖顶端的外表面均匀设有粉碎齿。

优选的，所述钻齿的形状是锥形，连接管的长度大于限位环与外环之间的距离。

与现有地质勘探用智能钻头结构对比，本发明具备以下有益效果：

1、该地质勘探用智能钻头结构，通过液压伸缩杆一与压裂棒的设置，液压伸缩杆一的伸缩可以带动压裂棒移动，压裂棒可以插入硬质石块中，把硬质石块或土层压裂，便于钻头移动，通过楔形块的设置，便于压裂棒压裂硬质石块或土层，楔形块高度的设置，可以防止外界的物质进入到钻尖的内腔内。

2、该地质勘探用智能钻头结构，通过液压伸缩杆二的设置，液压伸缩杆二的伸缩可以改变与之连接的移动杆的位置，液压伸缩杆二伸长时，液压伸缩杆二带动移动杆向上移动，移动杆带动拉绳的一端向上移动，拉绳的另一端向内拉动钻齿，钻齿可以移动至外环的内腔内，便于限位环的转动，限位环的转动可以改变钻齿的位置，钻杆外表面的钻齿实现更换。

附图说明

图1为本发明结构正面示意图；

图2为本发明结构图1俯视示意图；

图3为本发明结构图1剖面示意图；

图4为本发明结构限位环放大示意图。

图中：1、固定环；2、钻杆；3、钻尖；4、转动环；5、齿轮环；6、电机；7、齿轮；8、底板；9、压裂棒；10、液压伸缩杆一；11、钻齿；12、外环；13、开孔一；14、液压伸缩杆二；15、限位环；16、移动杆；17、支撑环；18、弹簧；19、拉绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、2和3，地质勘探用智能钻头结构，包括固定环1，固定环1的底部连接有钻杆2，钻杆2的底部连接有钻尖3，钻尖3内腔的底部设有开槽，钻尖3内腔顶部的中部连接有液压伸缩杆一10，液压伸缩杆一10的另一端连接有压裂棒9，压裂棒9与开槽的内腔适配，通过液压伸缩杆一10与压裂棒9的设置，液压伸缩杆一10的伸缩可以带动压裂棒9移动，压裂棒9可以插入硬质石块中，把硬质石块或土层压裂，便于钻头移动，钻杆2包括底板8、连接环结构、移动杆16和转动环4，相邻的两个连接环结构连接在一起，底板8与钻尖3内腔顶端的中部活动连接，连接环结构从外到内依次包括外环12、限位环15和支撑环17，位于底部的限位环15和支撑环17的底部与底板8顶部的中部连接，转动环4与位于顶部的限位环15的顶部连接，转动环4外圈的中部连接有齿轮环5，固定环1内腔底端的一侧连接有固定套，固定套的内腔固定套接有电机6，电机6的输出轴末端连接有齿轮7，齿轮7与齿轮环5啮合，通过电机6的设置，电机6的转动可以带动与之连接的齿轮7转动，齿轮7带动与之连接的齿轮环5转动，齿轮环5带动转动环4转动，转动环4通过与之连接的限位环15转动，限位环15带动钻齿11转动，钻齿11的位置发生改变，可以实现钻齿11的更换，固定环1顶端的内壁设有内螺纹，通过内螺纹的设置，便于把该钻头的固定。

压裂棒9的底部连接有楔形块，且楔形块的高度与开槽内腔的高度相同，通过楔形块的设置，便于压裂棒9压裂硬质石块或土层，楔形块高度的设置，可以防止外界的物质进入到钻尖3的内腔内。

钻尖3顶端的外表面均匀设有粉碎齿，通过粉碎齿的设置，提高该钻头的使用效果。

请参阅图4，外环12的侧壁上均匀设有开孔一13，限位环15的侧壁上均匀设有开孔二，开孔二的内腔内活动连接有连接管，连接管的外侧连接有钻齿11，钻齿11与开孔一13的内腔适配，连接管内腔的中部连接有弹簧18和拉绳19，拉绳19位于弹簧18内腔的中部，且弹簧18的另一端与支撑环17的外表面连接，通过弹簧18的设置，弹簧18的回弹力可以向外推动钻齿11，钻齿11可以移动至外环12的外侧，拉绳19的另一端贯穿支撑环17并延伸至支撑环17的内腔内，且拉绳19与支撑环17的侧壁活动连接，移动杆16位于支撑环17内腔的中部，且移动杆16与底板8顶部的中部连接，拉绳19的另一端与移动杆16的侧壁连接，移动杆16的底部设有凹槽，凹槽内腔的顶部与液压伸缩杆二14的一端连接，液压伸缩杆二14的另一端与底板8的顶部连接，通过液压伸缩杆二14的设置，液压伸缩杆二14的伸缩可以改变与之连接的移动杆16的位置，液压伸缩杆二14伸长时，液压伸缩杆二14带动移动杆16向上移动，移动杆16带动拉绳19的一端向上移动，拉绳19的另一端向内拉动钻齿11，钻齿11可以移动至外环12的内腔内，便于限位环15的转动。

开孔一13的数量是开孔二数量的一半，且相邻的两个开孔一13之间有开孔二，相邻的两个连接环结构上的开孔一13之间具有夹角，通过开孔一13数量的设置，一半的钻齿可以位于钻杆2的内腔内，便于钻齿的更换，相邻的两个连接环结构上的开孔一13之间具有夹角的设置，可以使钻杆2表面上的钻齿11错开，提高该钻头的使用效果。

钻齿11的形状是锥形，连接管的长度大于限位环15与外环12之间的距离，通过连接管长度的设置，连接管可以始终位于开孔二的内腔内，限位环15可以固定钻齿11的位置，便于该钻头的使用。

工作原理：使用时，若遇到较硬的石块或土层时，启动液压伸缩杆一10，液压伸缩杆一10反复伸缩，液压伸缩杆一10的反复伸缩使压裂棒9可以把较硬的石块或土层敲击出裂缝，石块或土层上有裂缝时，液压伸缩杆一10伸长，液压伸缩杆一10带动压裂棒9移动，压裂棒9可以沿着裂缝移动，把石块或土层压裂，便于钻头的移动，需要更换钻齿时，启动液压伸缩杆二14，液压伸缩杆二14伸长，液压伸缩杆二14带动移动杆16向上移动，移动杆16带动拉绳19的一端向上移动，拉绳19的另一端向内拉动钻齿11，钻齿11可以移动至外环12的内腔内，启动电机6，电机6的转动可以带动与之连接的齿轮7转动，齿轮7带动与之连接的齿轮环5转动，齿轮环5带动转动环4转动，转动环4通过与之连接的限位环15转动，限位环15带动钻齿11转动，钻齿11的位置发生改变，磨损的钻齿11与未使用的钻齿11的位置发生更换后，液压伸缩杆二14收缩至初始长度，弹簧18的回弹力向外推动钻齿11，未使用的钻齿11可以沿着开孔一13移动至钻杆2的外侧，实现了钻齿11的快速更换，便于该钻头的使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。