超高压磨料水射流岩石钻孔机

摘要

磨料射流是在高速（达700m/s）的水射流中混入某种磨料（如石榴石或硅砂）而形成的，本文将探讨研制新型的磨料射流岩石钻孔的可行性。文中讲座了两种方案，第一种方案是用不转的钻杆射出多股水射流，最终形成单股磨料射流。这些射流在钻杆内旋转或不旋转，以加强水与磨料的混合，并促使能量分布更趋均匀。第二种方案是在旋转的钻杆上，设置两股磨料射流，转动的射流将切出同心圆的沟槽。沟槽间的材料可通过优化钻机的结构加以切除。初步建立了线性切割模型，以便确定钻头的结构参数。根据上述两种方案设计钻头，然后在花同岗岩和砂岩试样上进行试验。对于硬岩，旋转式钻孔机的切割效果最佳，而另外两种钻孔机较适合于软岩。为确定各自的使用范围，必须对每种方案进行优化研究。根据本研究的钻孔费用表明，磨料射流钻孔完全可以同传统的方法竞争。