申请/专利权人：中国矿业大学;中煤科工集团重庆研究院有限公司

申请日：2024-01-12

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117846497A

主分类号：E21B7/24

分类号：E21B7/24;E21B12/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：一种煤矿井下超声波声波复合辅助高效钻进装置，双向超声换能器和变幅杆连接后安装于壳体中，壳体的前后两端分别安装花键套和壳后盖，花键轴滑动插装于花键套的中心，其两端分别连接变幅杆和钻头；换能器后盖板和壳后盖之间轴向滑动接触配合，并于二者之间设置有预紧弹簧，变幅杆和壳体前端的限位环之间套设有复位弹簧，两个弹簧相互配合为换能器提供复位弹力；换能器工作时，前端产生的超声频振动经变幅杆传递至钻头，使钻头具有超声频振动能力，后端产生的超声频振动经壳后盖作用于变幅杆，并在撞击过程中产生声波，声波经壳体和双向超声换能器传递至钻头，使钻头具有声频振动能力。该装置能实现对钻头的超声频和声频复合振动激励，能显著提高钻进效率。

主权项：1.一种煤矿井下超声波声波复合辅助高效钻进装置，包括壳体13和钻具25，其特征在于，还包括花键套16、双向超声换能器14、壳后盖10、预紧螺母11、预紧弹簧12和复位弹簧15；所述壳体13为筒状结构，且其两端为敞口结构，其内部具有呈圆柱状的安装腔23，壳体13的后开口端内部设置有内螺纹结构一，壳体13的前开口端内侧固定连接有限位环24；所述花键套16的尺寸与壳体13前开口端的尺寸相适配，并固定封装在壳体13前开口端处；花键套16的轴心处开设有花键孔26，花键孔26的外径小于限位环24的内径；所述双向超声换能器14设置在安装腔23的中部，其由预紧力螺杆5、质量块4、压电陶瓷堆6、后盖板1和前盖板7组成；所述预紧力螺杆5设置在安装腔23中段的轴心处；所述质量块4为圆柱状，其外径与安装腔23的内径相适配，其中心开设有与预紧力螺杆5相适配的圆形通孔一27，并通过圆形通孔一27套装在预紧力螺杆5中段的外部；所述压电陶瓷堆6呈圆柱状，其外径与安装腔23的内径相适配，其中心开设有圆形通孔二28；压电陶瓷堆6由四个压电陶瓷片3和四个电极片2依次交错叠合地排布组成；两个压电陶瓷堆6分别通过其中心的圆形通孔二28套设在预紧力螺杆5的外部，且分别贴合地分布于质量块4的上下两侧；所述后盖板1由定位块18和定位柱19组成，所述定位块18的外径与安装腔23的内径相适配，其前端的轴心处开设有螺纹安装孔一，所述定位柱19的前端垂直地固定连接在定位块18后端的轴心处，定位柱19的表面涂覆有绝缘材料层；后盖板1通过其前端的螺纹安装孔一固定套装在预紧力螺杆5后端的外侧，且其前端面与靠后一个压电陶瓷堆6的后端面相抵接；所述前盖板7呈圆柱状，其外径与安装腔23的内径相适配，其后端轴心处开设有螺纹安装孔二，并通过其后端的螺纹安装孔二固定套装在预紧力螺杆5后端的外侧；所述钻具25由变幅杆8、花键轴17和钻头9组成；所述变幅杆8为阶梯轴状结构，其大径段位于其小径段的后侧，且大径段外径与安装腔23的内径相适配，且轴向可滑动地装配于安装腔23的前部，同时，大径段的后端与前盖板7的前端面固定连接；所述花键轴17的形状和尺寸与花键孔26的形状和尺寸相适配，并轴向可滑动径向限位地插装于花键孔26中，花键轴17的后端穿入安装腔23中并与变幅杆8小径段的前端面同轴地固定连接，花键轴17的前端位于壳体13前端的外侧；所述钻头9位于壳体13前端的外侧，并同轴地固定连接在花键轴17的前端；所述壳后盖10由封堵块20、定位套筒21和连接凸块22组成，所述封堵块20呈圆柱状，且其前端外侧设置有与内螺纹结构一相适配的外螺纹结构一，并通过螺纹配合插装于壳体13后开口端的内侧；所述定位套筒21的外部开设有外螺纹结构二，其后端同轴心地固定连接在封堵块20的前端面上，定位套筒21内部定位孔的形状及尺寸与定位柱19的形状及尺寸相适配，并轴向可滑动径向限位地套装于定位柱19后端的外部；所述连接凸块22的前端固定连接在封堵块20的后端面上；所述预紧螺母11内部的螺纹结构与外螺纹结构二相适配，并通过螺纹配合安装在定位套筒21的外部；所述预紧弹簧12设置在安装腔23的后部，且套设在定位套筒21的外部，同时，预紧弹簧12的后端与预紧螺母11的前端面相抵接，其前端与后盖板1上定位块18的后端面相抵接；所述复位弹簧15设置在安装腔23的前部，且其套设在变幅杆8小径段的外部，同时，复位弹簧15的后端与变幅杆8的大径段前端面相抵接，复位弹簧15的前端与限位环24的后端面相抵接。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学;中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种煤矿井下超声波/声波复合辅助高效钻进装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD