炸药爆炸高压气体推动液体破碎岩石的钻机.pdf

一种利用炸药爆炸压力作用于内部液体，使其产生高压，利用高压液体冲击并破碎外部岩石的钻机(包括石油喷射钻机、煤炭旋转钻机、凿岩冲击钻机)。在钻机上部增加炸药击发及弹仓部分，将炸药在弹仓内用击发装置引爆，使炸药爆炸气体的能量作用于钻机内洗井液或冷却液，使其产生高压，高压洗井液或冷却液通过钻杆中心孔，从钻头喷出破碎外部岩石。

1.  一种利用炸药爆炸压力为内部液体加压，利用高压液体冲击并破碎外部岩石的钻机。在钻机上部增加炸药击发及弹仓部分，将炸药在弹仓内用击发装置引爆，其特征是：炸药爆炸气体的能量作用于钻机内洗井液或冷却液，使其产生高压，高压洗井或冷却液通过钻杆中心水眼，从钻头喷出破碎岩石。

2.  根据权利要求1所述的利用炸药爆炸压力为钻内液体加压，利用高压液体冲击并破碎岩石的钻机，延长石油喷射钻机上部，在石油喷射钻机延长部分增加炸药击发及弹仓部分，将炸药在弹仓内用击发装置引爆，其特征是：炸药爆炸气体的能量作用于钻机内洗井液，使其产生高压，高压洗井通过钻杆中心水眼，从钻头喷出破碎井底岩石。

3.  根据权利要求1所述的利用炸药爆炸压力为钻内液体加压，利用高压液体冲击并破碎岩石的钻机，延长煤炭旋转钻机上部，在煤炭旋转钻机延长部分增加炸药击发及弹仓部分，将炸药在弹仓内用击发装置引爆，其特征是：炸药爆炸气体的能量作用于钻机内洗井液，使其产生高压，高压洗井通过钻杆中心水眼，从钻头喷出破碎井底岩石。

4.  根据权利要求1所述的利用炸药爆炸压力为钻内液体加压，利用高压液体冲击并破碎岩石的钻机，在凿岩冲击钻机上部增加炸药击发及弹仓部分，将炸药在弹仓内用击发装置引爆，其特征是：炸药爆炸气体的能量作用于钻机内冷却液，使其产生高压，高压冷却液通过钻杆中心水眼，从钻头喷出破碎岩石。

炸药爆炸高压气体推动液体破碎岩石的钻机
所属技术领域
本发明涉及一种用高压液体流破碎岩石的钻机，尤其是将炸药爆炸后的高压气体作用于钻机内洗井液或冷却液，高压液体通过钻杆中心孔从钻头喷出破碎岩石的钻机。
背景技术
目前，公知的钻机由机械动力设备、钻杆、机械钻头或水力钻头等组成；钻杆上有中心水孔，用以通过洗井液或冷却液；机械动力设备输出的机械功率通过钻杆传递到机械钻头，或从水力钻头喷出高压液体破碎岩石。无论使用机械钻头或水力钻头，都存在动力设备输出的机械功率转化效率低、机械钻头破碎岩石效率低，水力钻头喷出液体的压力低等不足。
发明内容
为了克服现有用机械动力驱动的钻头效率低、喷出液体压力低的不足，本发明提出一种将炸药爆炸的高压作用于钻内液体，用获得炸药爆炸能量的高压液体破碎岩石的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在钻机上部或外部加装一个类似于已在军事上成熟的自动枪、炮的炸药击发及弹仓装置，将炸药在弹仓内引爆，用爆炸后高压气体对钻杆到钻头之间水孔内的洗井或冷却液加压，高压洗井或冷却液通过钻杆水孔从钻头喷出，冲击、破碎岩石。用射钉枪打水实验证实射钉枪弹爆炸后对水加压可在一定程度上破碎岩石。
本发明的有益效果是：可使洗井或冷却液获得极高压力，提高冲击、破碎岩石的效率。经实验，当液体射流的压强达到1667Mpa时，由于水锤效应岩石将发生大块破碎，用机泵加压液体的最高压强一般只能达到100MPa左右，由于各种损耗，作用到岩石的掖体压强还要小，这个压强破岩能力差。当炸药爆炸时爆炸气体对周围物体的压强一般可达10000MPa以上，将炸药爆炸后高压气体对液体加压，经计算扣除各种损耗后，通过钻杆内孔从钻头喷出的液体仍有很高压强，这种高压液体从钻头喷出无疑可极大增强对岩石的冲击破碎作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明地在钻机外部附加炸药击发、弹仓装置原理图；
图2是本发明应用于石油喷射钻机的第一个实施例，或应用于煤炭旋转钻机的第二个实施例的原理图；
图3是本发明应用于凿岩冲击钻机的第三个实施例的原理图。
在图1、2中，1.吊环，2.闭锁机构，3.击发机构，4.退壳机构，5.空壳弹，6.弹链，7.空壳，8.炸药入口，9.上止点，10.活赛，11.进入钻杆的洗井液，12.活塞筒，13.鹅弯管，14.水龙带，15.下止点，16.水龙头，17.带中心孔或水眼的钻杆，18.钻杆内的洗井液。
在图3中，1.操纵阀孔，2.气孔气道，3.强吹气道，4.导向套孔，5.机头气道，6.转动套气孔，7.钎子中心孔，8.附加炸药击发装置及弹仓，9.爆炸气体进入气道的单向阀。
具体实施方式
在图2实施例中，在石油喷射钻机或煤炭旋转钻机上部加装延长部分，将炸药击发装置附加在钻机上部延长部分(2)~(13)，制做装药量合适的空爆弹(5)，空爆弹在弹仓内引爆后的高压气体通过活塞(10)，压缩从鹅弯管(13)进入钻杆的洗井液(11)，使高压液体通过下部水龙头(16)、进入钻杆(17)、钻杆内的洗井液(18)冲击并破碎井底岩石。
在图3实施例中，将炸药击发装置及弹仓(8)加装在冲击钻上部的气孔气道(2)上，制做装药量合适的空爆弹，空爆弹在弹仓内引爆后的高压气体通过进入气道的单向阀(9)，通过导向套孔(4)、机头气道(5)、转动套气孔(6)、7.钎子中心孔(7)压缩进入钎子中心孔的冷却水，高压冷却水通过钎子冲击并破碎岩石。如可能需改进冲击钻，使炸药击发装置及弹仓(8)能够尽量靠近冲击钻旋转部分(6)，缩短爆炸气体和冷却水(7)之间的距离。