一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台的制作方法

1.本实用新型属于钻探技术领域，尤其涉及一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台。


背景技术：

2.空气潜孔锤反循环跟管钻进技术以其稳定、高效的优点而广泛应用于桩基成孔施工中，特别是在岩石坚硬地区，旋挖钻机进尺缓慢，钻头磨损严重，甚至无法成孔时，潜孔锤反循环跟管钻进技术发挥着重要作用。但对于岩石裂隙发育，地质条件复杂的施工环境中，经常出现反循环难以形成、钻进效率低以及跟管困难等问题。钻头喷嘴结构作为决定反循环效果好坏的关键部位，对改进、优化钻头结构，提高钻头反循环效果，具有重要意义。然而反循环钻头结构复杂，加工工艺难度大，若要加工不同喷嘴结构的反循环钻头进行试验将耗费大量的时间和成本。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，将反循环钻头进行简化，仅更换少量部件即可模拟出不同结构的喷嘴结构，同时通过底部安装的流量传感器和压力传感器测试不同喷嘴形式的反循环效果，大大缩短了钻头的设计加工周期，大幅度降低了试验成本。
4.本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
5.一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，包括支架，支架上可拆卸安装有喷嘴管，喷嘴管底部与支架固定，上部外侧套设有外管，外管侧壁设置有进气管，外管内同轴设置有内管，所述内管顶端通过法兰与外管固定并密封，下端套设在喷嘴管外并留有间隙，所述内管下端内侧设置有斜面一，喷嘴管上端的外侧设置有与斜面一相对应的斜面二，且斜面一个斜面二平行设置；所述喷嘴管底部安装有压力传感器和流量传感器。
6.进一步的，所述支架包括底座，底座上安装有底板，底板上设置有直径大于喷嘴管的圆孔，所述喷嘴管底部设置法兰，喷嘴管与圆孔对接并通过螺栓固定在底板上。
7.进一步的，所述内管分为上内管和下内管，上内管顶部通过法兰和外管连接，上内管底部与下内管螺纹连接。
8.进一步的，所述喷嘴管侧壁设置有螺旋导流筋。
9.进一步的，所述圆孔下方设置有吸气管，吸气管与底板底壁连接，所述压力传感器和流量传感器均安装在吸气管上。
10.本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
11.本实用新型结构简单，加工方便，可以通过更换不同结构的喷嘴管和内管模拟出不同结构的喷嘴形式，大大缩短了加工不同结构反循环钻头的设计加工周期，也大幅度降低了钻头的加工成本，对优化反循环钻头设计具有重要意义。
附图说明
12.图1为本实用新型整体结构示意图；
13.图2为喷嘴管与内管配合形成的喷嘴结构示意图；
14.图3为不同形式喷嘴管结构示意图。
15.图中，1、底座；2、底板；3、喷嘴管；4、内管；5、外管；6、进气管；7、压力传感器接口；8、吸气管；401、上内管；402、下内管。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
17.一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，如图1、2和3所示，包括支架，支架上可拆卸安装有喷嘴管3，喷嘴管3底部与支架固定，上部外侧套设有外管5，外管5侧壁设置有进气管6，外管5内同轴设置有内管4，所述内管4顶端通过法兰与外管5固定并密封，下端套设在喷嘴管3外并留有间隙，所述内管4下端内侧设置有斜面一，喷嘴管3上端的外侧设置有与斜面一相对应的斜面二，且斜面一个斜面二平行设置；所述喷嘴管3底部安装有压力传感器和流量传感器。
18.本实用新型中，支架包括底座1，底座1上安装有底板2，底板2上设置有直径大于喷嘴管3的圆孔，所述喷嘴管3底部设置法兰，喷嘴管3与圆孔对接并通过螺栓固定在底板2上。从而喷嘴管3能够更加方便的拆卸和更换。
19.内管4分为上内管401和下内管402，上内管401顶部通过法兰和外管5连接，上内管401底部与下内管402螺纹连接。从而可以直接拆卸下内管402，来改变内管4的长度。
20.所述喷嘴管3侧壁设置有螺旋导流筋或者其他形式的导流筋，通过不断改变导流形式来检测其对喷嘴管3使用参数的影响。
21.所述圆孔下方设置有吸气管8，吸气管8与底板2底壁连接，所述压力传感器和流量传感器均安装在吸气管8上，吸气管8侧壁设置有连接压力传感器的压力传感器接口7。吸气管8的作用是方便连接压力传感器和流量传感器，通过测量吸气管8内腔形成的负压和吸入气流量来测试反循环钻头的抽吸能力（反循环效果）。
22.本实用新型的工作原理：实验时，高压气体从进气管6进入，进入内外管之间的通道，再由喷嘴管3和下内管402配合形成的环形喷嘴高速向上喷出，在喷嘴管3附近形成负压区，将外界气体通过吸气管吸入内管4。该过程模拟了高压气体到底钻头位置后，通过钻头喷嘴引射作用形成反循环的工作原理。本实用新型的目的在于可以便捷的、低成本的更换不同长度、厚度已以及不同形状的喷嘴管3和内管模拟出不同结构的喷嘴形式，从而改变内管的斜面一和喷嘴管的斜面二之间的距离s，以及斜面一与水平面的夹角α，通过底部安装的流量传感器和压力传感器测试其不同条件下的反循环效果，再将最优喷嘴结构及参数应用于反循环钻头结构设计，从而对反循环钻头进行优化。
23.本实用新型结构简单，加工方便，可以通过更换不同结构的喷嘴管3和内管模拟出不同结构的喷嘴形式，大大缩短了加工不同结构反循环钻头的设计加工周期，也大幅度降低了钻头的加工成本，对优化反循环钻头设计具有重要意义。
24.本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意
义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
25.以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。


技术特征：
1.一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，其特征在于：包括支架，支架上可拆卸安装有喷嘴管，喷嘴管底部与支架固定，上部外侧套设有外管，外管侧壁设置有进气管，外管内同轴设置有内管，所述内管顶端通过法兰与外管固定并密封，下端套设在喷嘴管外并留有间隙，所述内管下端内侧设置有斜面一，喷嘴管上端的外侧设置有与斜面一相对应的斜面二，且斜面一与斜面二平行设置；所述喷嘴管底部安装有压力传感器和流量传感器。2.根据权利要求1所述的一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，其特征在于：所述支架包括底座，底座上安装有底板，底板上设置有直径大于喷嘴管的圆孔，所述喷嘴管底部设置法兰，喷嘴管与圆孔对接并通过螺栓固定在底板上。3.根据权利要求1所述的一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，其特征在于：所述内管分为上内管和下内管，上内管顶部通过法兰和外管连接，上内管底部与下内管螺纹连接。4.根据权利要求1所述的一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，其特征在于：所述喷嘴管侧壁设置有螺旋导流筋。5.根据权利要求2所述的一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，其特征在于：所述圆孔下方设置有吸气管，吸气管与底板底壁连接，所述压力传感器和流量传感器均安装在吸气管上。

技术总结
本实用新型的一种简易的多功能反循环钻头喷嘴试验台，包括支架，支架上可拆卸安装有喷嘴管，喷嘴管底部与支架固定，上部外侧套设有外管，外管侧壁设置有进气管，外管内同轴设置有内管，所述内管顶端通过法兰与外管固定并密封，下端套设在喷嘴管外并留有间隙，所述内管下端内侧设置有斜面一，喷嘴管上端的外侧设置有与斜面一相对应的斜面二，且斜面一个斜面二平行设置；所述喷嘴管底部安装有压力传感器和流量传感器。本实用新型将反循环钻头进行简化，仅更换少量部件即可模拟出不同结构的喷嘴结构，同时通过底部安装的流量传感器和压力传感器测试不同喷嘴形式的反循环效果，大大缩短了钻头的设计加工周期，大幅度降低了试验成本。本。本。


技术研发人员：陈云望 唐国军 陈胜伟 梁锴南 曹帆 林武翀 李海山 农承尚 李源亮 文帆 贺任凯 陶盛宇 王金鹏 王昊 白献萍
受保护的技术使用者：广西交通设计集团有限公司
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2023/3/28