CN102155177A

CN102155177A - 绳索取芯液压冲击器

Info

Publication number: CN102155177A
Application number: CN201110058946XA
Authority: CN
Inventors: 刘国经
Original assignee: Individual
Current assignee: Kunming Guojing Hydraulic Hammer Manufacturing Co ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: CN102155177B

Abstract

一种用于岩心钻探绳索取芯冲击回转钻进的绳索取芯液压冲击器，它由投放打捞机构，液压定位悬挂传功机构和液压冲击机构构成，本发明将投放打捞、定位悬挂、冲击振动和冲击功传递四项功能设计成一个整体，结构简化、钻具总成缩短，结构强度和耐冲击振动的性能增强；定位传功滑块与定位悬挂传功接箍之间的定位锁紧，是由环形锥面在液压推动楔紧活塞产生的压力作用下呈预压状态结合，传递冲击功时能量损耗少，传递效率提高。

Description

绳索取芯液压冲击器

技术领域

本发明涉及钻探机械领域，具体是一种用于岩芯钻探绳索取芯冲击回转钻具。

背景技术

目前钻探生产中使用的绳索取芯冲击回转钻具，其结构是：内管总成由捞矛机构、弹卡定位机构、冲击机构、单动报警机构、内管、卡簧座、卡簧构成；外管总成则由弹卡挡头、弹卡室、外管、扩孔器、钻头构成，悬挂功能和冲击功传递由固定在内管总成上的悬挂环和外管总成上的座环承担，也有由固定在外管总成上的花键副承担。上述钻具的功能件分散设置，串联的零部件多，机构较复杂，总成长，弹卡机构动配合零件多，悬挂环、座环接触面积小，长时间承受高频冲击振动损坏快，寿命短。

发明内容

本发明提供一种将投放打捞、定位悬挂、冲击和传递冲击功等多项功能集中融合于一体的绳索取芯液压冲击器，使整个绳索取芯冲击回转钻具结构简化，零件大幅度减少，钻具长度缩短，整体强度增大。

本发明通过以下技术方案实现：

一种绳索取芯液压冲击器，其特征在于它由投放打捞机构，液压定位悬挂传功机构和液压冲击机构构成，液压定位悬挂传功机构由楔紧活塞、定位悬挂座、定位传功滑块、滑块回缩弹簧、定位悬挂传功接箍和多个密封圈构成，楔紧活塞装配在定位悬挂座内，楔紧活塞上部安装有投放打捞机构；楔紧活塞中部的楔紧锥体与定位悬挂座上安装定位传功滑块的窗口对应，安装在窗口中的定位传功滑块可沿径向滑动；楔紧活塞下部装有上述密封圈，分别与定位悬挂座的内壁和锤杆上段的导流管动密封配合；定位悬挂座与楔紧活塞上部分别有通孔连通钻杆内腔和锤杆的中心通孔；定位悬挂座与定位悬挂传功接箍之间有一个作为内管投放到位的环形限位台阶，环形限位台阶同时也是定位传功滑块与定位悬挂传功接箍上的环形槽相互对应的轴向定位；定位悬挂座与定位悬挂传功接箍之间有密封圈封隔，工作液流只能从通孔进入液压冲击机构。

所述的液压冲击机构是由锤簧、锤杆、套阀、阀簧、外壳、密封圈、砧子构成的蓄能式液压冲击机构，锤簧套装在锤杆上段，套阀及阀簧套装在锤杆下段，并通过密封圈与锤杆动密封配合，密封圈下方有径向孔连通锤杆中心通孔与套阀内腔，锤杆底面在锤簧压缩力作用下紧压在砧子顶面，外壳两头分别与定位悬挂座和砧子螺纹连接。

所述的液压冲击机构还可是由喷嘴、阀程座、芯阀、密封圈、外壳、锤体和砧子构成的射吸式液压冲击机构，喷嘴安装在楔紧活塞内动密封配合，阀程座固定在定位悬挂座与外壳之间，芯阀阀冠以下部分穿过阀程座插入到锤杆上部的阀室中，锤体上部分别有密封圈与定位悬挂座和芯阀动密封配合，外壳两头分别与定位悬挂座和砧子螺纹连接。

所述的定位悬挂传功机构的定位悬挂传功接箍内壁有环形槽与定位传功滑块相配合。

所述的定位悬挂传功接箍由上接箍、下接箍和扭矩传递块构成，上、下接箍之间由承受轴向载荷的螺纹和承受旋转扭矩的扭矩传递块组合连接，公母螺纹间预留的轴向间隙将绳索取芯钻杆与绳索取芯钻具外管，由刚性连接断开为具有微量轴向串动间隙的连接。

本发明的优点和积极效果

1 本发明将投放打捞、定位悬挂、冲击振动和冲击功传递四项功能设计成一个整体，机构简化，钻具总成缩短，结构强度和耐冲击振动的性能增强。

2 定位传功滑块与定位悬挂传功接箍之间的定位锁紧，是由环形锥面在液压推动楔紧活塞产生的压力作用下呈预压状态结合，传递冲击功时能量损耗少，传递效率提高。

附图说明

图1为本发明的实施例1结构示意图，图中所示两部分为连接成一体的上、下段。

图2为本发明的实施例2结构示意图，图中所示两部分为连接成一体的上、下段。

图中零件编号：

1-捞矛头、2-穿销、3-定位销、4-定位销弹簧、5-楔紧活塞、6、7-通孔、8-定位悬挂座、9-定位传功滑块、10-滑块回缩弹簧、11-定位悬挂传功接箍、12-限位台阶、13、14、15-密封圈、16-锤簧、17-锤杆、18-套阀、19-阀簧、20-外壳、21-密封圈、22、23-通孔、24-砧子、25-连接螺杆、26-锁母、27-绳索取芯钻杆、28-外管、29-单动报警机构、30-内管、31-扩孔器、32-卡簧、33-卡簧座、34-钻头、35-喷嘴、36-上接箍、37-下接箍、38-扭矩传递块、39-阀程座、40-芯阀、41、42-密封圈、43-锤体。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的绳索取芯液压冲击器，它有由捞矛头1、穿销2、定位销3、定位销弹簧4构成的投放打捞机构；楔紧活塞5、定位悬挂座8、定位传功滑块9、滑块回缩弹簧10、定位悬挂传功接箍11、密封圈13、14、15构成液压定位悬挂传功机构；锤簧16、锤杆17、套阀18、阀簧19、外壳20、密封圈21、砧子24构成液压冲击机构。

砧子24下部有螺孔与绳索取芯内管30上部单动报警机构29上的连接螺杆25连接，调整好卡簧座33与钻头34的间隙后用锁母26锁死，外管28与钻头34之间安装扩孔器31。定位悬挂传功接箍11上部与绳索取芯钻杆27连接，下部与绳索取芯钻具外管28连接。当捞矛头1连同楔紧活塞5被向上提起时，定位传功滑块9在滑块回缩弹簧10作用下沿径向回缩，冲击器连同内管30可以在绳索取芯钻杆27内自由上下，定位悬挂座8与定位悬挂传功接箍11之间有环形限位台阶12作为投放时的定位，当冲击器下降至环形限位台阶即完成内外管总成定位，定位悬挂座8与定位悬挂传功接箍11间的环隙由密封圈13封隔，经钻杆27输入的钻井液只能由通孔6和7进入冲击器内腔，驱动冲击器工作所需的液压首先推动楔紧活塞5下移，将定位传功滑块9楔入定位悬挂传功接箍11的环形槽内，随后液流通过锤杆17下部的通孔22进入套阀18内腔，冲击器开始工作，钻井液也随之通过外管28和内管30间环隙至钻头34进入井内。

实施例2

如图2所示的绳索取芯液压冲击器是实施例2，它与实施例1不同之处在于液压冲击机构是由喷嘴35、阀程座39、芯阀40、密封圈41、42、外壳20、锤体43和砧子24构成，喷嘴35安装在楔紧活塞5内动密封配合，阀程座39固定在定位悬挂座8与外壳20之间，芯阀40阀冠以下部分穿过阀程座39插入到锤体43上部的阀室中，锤体43上部有密封圈41和42分别与定位悬挂座8和芯阀40动密封配合，外壳20两头分别与定位悬挂座8和砧子24螺纹连接。钻井液通过喷嘴35时楔紧活塞上腔液压升高，楔紧活塞5下移推动定位传功滑块9楔入定位悬挂传功接箍36、37、38的环形槽内；喷嘴35射出的高速液流经芯阀40扩散后进入锤体43下腔，再经砧子24和钻头34进入井内，排液的过程锤体也在不停地冲击振动，实现绳索取芯液压冲击回转钻进。

本实施例的定位悬挂传功接箍是由上接箍36、下接箍37和扭矩传递块38构成，其特征是，上接箍36与下接箍37之间由螺纹和扭矩传递块38组合连接，螺纹承受轴向载荷，扭矩传递块38承受旋转扭矩，公母螺纹间预留的轴向间隙将绳索取芯钻杆与绳索取芯钻具外管，由刚性连接断开为具有微量轴向串动的可以传递扭矩和轴向力的连接。

Claims

1.一种绳索取芯液压冲击器，它由投放打捞机构，液压定位悬挂传功机构和液压冲击机构构成，其特征在于液压定位悬挂传功机构由楔紧活塞（5）、定位悬挂座（8）、定位传功滑块（9）、滑块回缩弹簧（10）、定位悬挂传功接箍（11）和密封圈（13、14、15）构成，楔紧活塞装配在定位悬挂座（8）内，楔紧活塞上部安装有投放打捞机构；楔紧活塞中部的楔紧锥体与定位悬挂座上安装定位传功滑块（9）的窗口对应，安装在窗口中的定位传功滑块可沿径向滑动；通过楔紧活塞5下部的密封圈（14，15），分别与定位悬挂座的内壁和锤杆（17）上段的导流管动密封配合；定位悬挂座与楔紧活塞上部分别有通孔（6，7）连通钻杆（27）内腔和锤杆（17）的中心通孔；定位悬挂座与定位悬挂传功接箍（11）之间有一个作为内管（30）投放到位的环形限位台阶（12），环形限位台阶（12）同时也是定位传功滑块（9）与定位悬挂传功接箍（11）上的环形槽相互对应的轴向定位；定位悬挂座与定位悬挂传功接箍之间有密封圈（13）封隔，工作液流只能从通孔（6，7）进入液压冲击机构。

2.根据权利要求1所述的绳索取芯液压冲击器，其特征在于液压冲击机构是由锤簧（16）、锤杆（17）、套阀（18）、阀簧（19）、外壳（20）、密封圈（21）、砧子（24）构成的蓄能式液压冲击机构，锤簧（16）套装在锤杆（17）上段，套阀（18）及阀簧（19）套装在锤杆（17）下段，并通过密封圈（21）与锤杆（17）动密封配合，密封圈（21）下方有径向孔（22）连通锤杆（17）中心通孔与套阀（18）内腔，锤杆（17）底面在锤簧（16）压缩力作用下紧压在砧子（24）顶面，外壳（20）两头分别与定位悬挂座和砧子螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的绳索取芯液压冲击器，其特征在于液压冲击机构是由喷嘴（35）、阀程座（39）、芯阀（40）、密封圈（41，42）、外壳（20）、锤体（43）和砧子（24）构成的射吸式液压冲击机构，喷嘴（35）安装在楔紧活塞（5）内动密封配合，阀程座（39）固定在定位悬挂座（8）与外壳（20）之间，芯阀（40）阀冠以下部分穿过阀程座（39）插入到锤体（43）上部的阀室中，锤体上部有密封圈（41，42）分别与定位悬挂座（8）和芯阀（40）动密封配合，外壳（20）两头分别与定位悬挂座（8）和砧子（24）螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的绳索取芯液压冲击器，其特征在于定位悬挂传功机构的定位悬挂传功接箍（11）内壁有环形槽与定位传功滑块（9）相配合。

5.根据权利要求1或4所述的绳索取芯液压冲击器，其特征是定位悬挂传功接箍由上接箍（36）、下接箍（37）和扭矩传递块（38）构成，上、下接箍之间由承受轴向载荷的螺纹和承受旋转扭矩的扭矩传递块（38）组合连接，公母螺纹间预留的轴向间隙将绳索取芯钻杆（27）与绳索取芯钻具外管（28）由刚性连接断开为具有微量轴向串动间隙的连接。