超声振动钻岩装置

钻速显著提升

利用超声频轴向冲击显著提升硬岩钻进速度，并通过钻压与振幅的临界耦合模型实现定量调控。

戴剑博 · 王忠宾 · Xilu, Yin · Wenbo, Zhou · 张磊 · Yuyu, Song · 司垒 · 魏东

Journal of Mechanical Science and Technology 2024

参数信息

临界钻压降幅

25 %

主应力波动占比

50 %

技术优势

钻得更快

超声频轴向冲击运动显著提升钻进速度，因为高频冲击使岩石更容易破碎。

破岩更省力

振幅从0 µm增加到15 µm时，破岩临界钻压降低25%，意味着可以使用更小的钻压实现破岩。

冲击效应显著

超声振动使得主应力发生剧烈波动，波动幅度超过最大主应力的50%，增强了对岩石的破坏作用。

应用场景

• 深部矿山钻进：在深部矿山钻进中提高钻速，降低破岩所需钻压，提升开采效率。
• 硬岩钻进设备：为硬岩钻进设备提供超声振动辅助模块，增强破岩能力，减少钻头磨损。
• 隧道掘进：在隧道掘进中应用超声辅助破岩，可加快掘进速度并降低推力需求。