申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2021-12-03

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN114198102B

主分类号：E21C41/18

分类号：E21C41/18;E21C37/16;E21F17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.04.05#实质审查的生效;2022.03.18#公开

摘要：本发明涉及一种岩石钻孔高温热破裂环向定向预裂设备。主要解决现有机械切槽和高压水射流切槽存在的设备庞大、系统较为复杂和应用极为不便的技术问题。本发明的技术方案是：一种岩石钻孔高温热破裂环向定向预裂设备，其包括防爆加热温控系统、钻孔环向定向加热系统和多角度液压装卸系统；所述防爆加热温控系统装在多角度液压装卸系统的运移小车上，所述钻孔环向定向加热系统的中空连接杆装在多角度液压装卸系统设置的夹具上；所述钻孔环向定向加热系统由环向定向加热装置、弹性收放装置和多杆连接装置构成，所述弹性收放装置设在环向定向加热装置的两端，所述多杆连接装置的中空连接盘与环向定向加热装置的下端连接。

主权项：1.一种岩石钻孔高温热破裂环向定向预裂设备，其特征在于：该设备包括防爆加热温控系统36、钻孔环向定向加热系统34和多角度液压装卸系统37；所述防爆加热温控系统36装在多角度液压装卸系统37的运移小车43上，所述钻孔环向定向加热系统34的中空连接杆15装在多角度液压装卸系统37设置的夹具42上；所述钻孔环向定向加热系统34由环向定向加热装置、弹性收放装置和多杆连接装置构成，所述弹性收放装置设在环向定向加热装置的两端，所述多杆连接装置的中空连接盘14与环向定向加热装置的下端连接；所述环向定向加热装置包括上压盘6、环向加热棒7、轴向隔热层8、端面隔热层9、拉杆18、下压盘10、耐热金属传热片21和热电偶20，所述轴向隔热层8设在拉杆18轴向外表面的中间，所述环向加热棒7设在轴向隔热层8的外侧，所述端面隔热层9装在拉杆18上并位于轴向隔热层8的上下两边，所述拉杆18通过第一螺母5与上压盘6和下压盘10固联，并将轴向隔热层8和端面隔热层9固定在上压盘6和下压盘10之间构成环形加热区，所述端面隔热层9通过第二螺栓17进行周向限位，隔热盖板19覆盖于第二螺栓17顶面上；所述热电偶20通过螺纹装在下压盘10上并伸向加热区；所述耐热金属传热片21由环形端和弯曲片状端组成，环形端与热电偶20通过过盈配合与热电偶20环接，弯曲片状端与环向加热棒7的有效加热段27外侧连接；所述环向加热棒7由有效加热段27和隔热夹持段28组成，所述有效加热段27由半环形加热外壳32、连接杆和发热元件33构成，所述半环形加热外壳32的中部与连接杆的中部垂直连接，所述发热元件33装在半环形加热外壳32中，所述隔热夹持段28与连接杆的两端连接，所述隔热夹持段28的长度不小于50mm，所述隔热夹持段28的端部设置两个限位块31，两个限位块31的夹角不大于180度；所述发热元件33端头与导线29的一端连接，所述导线29的另一端通过隔热夹持段28设置的导线孔引出，所述导线孔由粉末状隔热材料30充填；所述弹性收放装置包括上端盘2、滑套3、卡环4、下端盘11、弹簧12、换向轴套13和柔性钢丝绳16，所述上端盘2与上压盘6通过第一螺栓1连接，所述下端盘11与下压盘10通过第二螺栓17连接；所述卡环4设置的滑轨装在滑套3设置的T型滑槽中，所述卡环4抱夹环向加热棒7设置的隔热夹持段28对环向加热棒7进行牵引收放，所述弹簧12装在上端盘2和下端盘11底部径向设置的弹簧孔中，所述滑套3装在上端盘2和下端盘11轴向设置的滑套槽中且滑套3位于弹簧12的前面，所述柔性钢丝绳16的一端穿过弹簧孔底部设置的导向孔和滑套3设置的绳孔与卡环4连接，所述换向轴套13装在上端盘2和下端盘11端面中间设置的方形孔中，所述柔性钢丝绳16的另一端通过换向轴套13于中空连接杆15的内部连接；所述滑套3为L型板件，所述L型板件的垂直平面段26设置有T型滑槽，所述T型滑槽的下方设有容纳柔性钢丝绳16的绳孔，所述L型板件的水平平面段25设置有导线槽；所述卡环4为大于半圆的弧型板件，所述卡环4外环面设置有T型滑轨。

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