CN208252021U - 一种气动扭摆冲击潜孔锤 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气动扭摆冲击潜孔锤，属气动破岩钻井机械设备技术领域。该气动扭摆冲击潜孔锤由壳体、上接头、下接头、钻头和冲锤构成，壳体的一端螺纹安装有上接头，壳体的另一端螺纹安装有下接头，下接头内通过防掉环安装有钻头，钻头上端的壳体内通过配气座滑动安装有冲锤，冲锤与壳体之间固定安装有气缸，气缸与冲锤滑动接触连接，冲锤下端的壳体内通过扶正轴承活动安装有传动套，传动套与冲锤滑动接触连接，钻头与传动套相互嵌接。该气动扭摆冲击潜孔锤结构简单、操作方便，通过冲锤对钻头的冲击使得钻头进行周期性的扭摆连续旋转，解决了现有气动潜孔锤的钻头机械钻速低、钻进作业工作效率低下和钻进成本高的问题。

Description

一种气动扭摆冲击潜孔锤

技术领域

本实用新型涉及一种气动扭摆冲击潜孔锤，属气动破岩钻井机械设备技术领域。

背景技术

气动潜孔锤是一种利用空压机提供的高压压缩空气作为钻孔洗井的动力介质的工具，通过冲锤将高压空气的动能转化为周期性轴向冲击能量，并将该能量传递到钻头用以破碎岩石，同时利用排出的压缩空气，对钻头进行冷却并将破碎后的岩石颗粒排出，从而实现孔底冲击破碎高效入岩的目的。气动潜孔锤是一类尤其适用于坚硬岩层、大块石、卵砾石层和破碎岩层等硬质岩层的钻进工具。

现有气动潜孔锤的钻井排渣完全依靠空压机的气流量，要加强排渣能力，就必须配置较大的空压机，增加施工设备的成本，大量被气流吹出的土渣和岩渣对施工环境造成较大的影响，并且现有技术中气动潜孔锤具有机械钻速低、钻头寿命短，成孔质量差、井斜突出等缺点，严重影响了钻进作业的工作效率，增加了设备检修及配置成本，进一步造成钻进成本的增加。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、操作方便，通过冲锤对钻头的冲击使得钻头进行周期性的扭摆连续旋转，提高了钻进作业的工作效率，降低了钻进成本，以解决现有气动潜孔锤的钻头机械钻速低、钻进作业工作效率低下和钻进成本高问题的气动扭摆冲击潜孔锤。

本实用新型的技术方案是：

一种气动扭摆冲击潜孔锤，它由壳体、上接头、下接头、钻头和冲锤构成，其特征在于：壳体的一端螺纹安装有上接头，壳体的另一端螺纹安装有下接头，下接头内通过防掉环安装有钻头，钻头上端的壳体内通过配气座滑动安装有冲锤，冲锤与壳体之间固定安装有气缸，气缸与冲锤滑动接触连接，冲锤下端的壳体内通过扶正轴承活动安装有传动套，传动套与冲锤滑动接触连接，钻头与传动套相互嵌接。

所述的配气座由装配体和圆柱凸台构成，圆柱凸台插入连接至装配体内，装配体的上端设置有上装配孔，配气座通过上装配孔内接触连接有配气开关与上接头连接，圆柱凸台与装配体之间的装配体内壁上均布有下装配孔，装配体的圆周壁上设置有配气座通流孔。

所述的冲锤呈圆筒状，冲锤的中心设置有贯穿的中心孔，冲锤的圆周壁上设置有阶梯状的凸缘，凸缘一侧的冲锤上设置有冲锤通流孔，凸缘另一侧的冲锤上设置有冲锤通气孔，凸缘的粗端设置有冲锤凹槽，冲锤和配气座之间通过配气座下端的圆柱凸台和中心孔的配合接触连接，冲锤下端的周向上装有滚珠。

所述的传动套的一端设置有爪齿，与钻头连接端头的爪齿形状对应，传动套的另一端螺纹连接有传动套端帽，传动套端帽分别与壳体和扶正轴承配合连接，传动套的内壁上设置有正弦滚道，传动套通过滚珠在正弦滚道内运动与冲锤活动连接。

所述的正弦滚道呈波浪状。

所述的气缸的上端与配气座固定连接，气缸的下端固定连接有节流套，配气座和节流套之间的气缸周向上呈对称状分别设置有上通气孔和下通气孔。

所述的扶正轴承与下接头之间的壳体内装有止动套，止动套与钻头之间螺纹安装有防掉环。

本实用新型的有益效果在于：

该气动扭摆冲击潜孔锤工作时，通过冲锤的上行程或下行程运动，使得冲锤下端的滚珠沿着传动套内的正弦滚道做往复滚动，当滚珠到达正弦滚道的波峰或者波谷时，冲锤的上行程或下行程运动终止，使得冲锤的轴向运动转化成传动套的扭摆运动，传动套将该扭摆运动通过爪齿传递给钻头，进一步使得钻头切割岩石，钻头受到周期性轴向冲击和周向扭摆作用，实现冲击性扭转破岩的目的，提高了冲击潜孔锤的钻进作业的工作效率，降低了钻进成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的A—A向的截面示意图；

图3为本实用新型的冲锤的结构示意图；

图4为本实用新型的配气座的结构示意图；

图5为本实用新型的气缸的结构示意图。

图中：1、上接头，2、下接头，3、壳体，4、冲锤，5、钻头，6、传动套，7、配气座，8、配气开关，9、气缸，10、扶正轴承，11、防掉环，12、止动套，13、传动套端帽，14、节流套，15、中心孔，16、冲锤通流孔，17、凸缘，18、冲锤凹槽，19、冲锤通气孔，20、上装配孔，21、配气座通流孔，22、圆柱凸台，23、下装配孔，24、配气座通流孔，25、上通气孔，26、下通气孔，27、装配体。

具体实施方式

一种气动扭摆冲击潜孔锤，它由壳体3、上接头1、下接头2、钻头5和冲锤4构成，壳体3的一端螺纹安装有上接头1，壳体3的另一端螺纹安装有下接头2，壳体3内通过配气座7滑动安装有冲锤4，配气座7由装配体27和圆柱凸台22构成，圆柱凸台22插入连接至装配体27内，装配体27的上端设置有上装配孔20，配气座7通过上装配孔20内接触连接有配气开关8与上接头1连接，圆柱凸台22与装配体27之间的装配体27内壁上均布有下装配孔23，下装配孔23设置的目的在于：以便于冲锤4插入连接至配气座7内。装配体27的圆周壁上设置有配气座通流孔21，配气座通流孔21设置的目的在于：当配气座通流孔21与冲锤通气孔19连通时，高压空气流入配气座7的内腔。

冲锤4呈圆筒状，冲锤4的中心设置有贯穿的中心孔15，冲锤4的圆周壁上设置有阶梯状的凸缘17，凸缘17一侧的冲锤4上设置有冲锤通流孔16，冲锤通流孔16设置的目的在于：为高压气体提供泄压通道。凸缘17另一侧的冲锤4上设置有冲锤通气孔19，凸缘17的粗端设置有冲锤凹槽18，冲锤凹槽18设置的目的在于：用以调节压缩空气的进入通道以便实现冲锤4进行上行程和下行程的往复运动。冲锤4和配气座7之间通过配气座7下端的圆柱凸台22和中心孔15的配合接触连接，冲锤4下端的周向上装有滚珠。

冲锤4与壳体3之间固定安装有气缸9，气缸9与冲锤4滑动接触连接，冲锤4下端的壳体3内通过扶正轴承10活动安装有传动套6，扶正轴承10与下接头2之间的壳体3内装有止动套12，止动套12与钻头5之间安装有防掉环11。传动套6的一端设置有爪齿，与钻头5连接端头的爪齿形状对应，传动套6设置的目的在于：滚珠沿着传动套6内的正弦滚道运动，从而使得传动套6进行周向旋动，进而带动钻头5进行周向旋动。传动套6的另一端螺纹连接有传动套端帽13，传动套端帽13分别与壳体3和扶正轴承10配合连接，传动套6的内壁上设置有正弦滚道，传动套6通过滚珠在正弦滚道内运动与冲锤4活动连接。

气缸9的上端与配气座7固定连接，气缸9的下端固定连接有节流套14，配气座7和节流套14之间的气缸9周向上呈对称状分别设置有上通气孔25和下通气孔26，上通气孔25和下通气孔26设置的目的在于：为压缩气体提供进入至冲锤凹槽18内的通道。

传动套6与冲锤4滑动接触连接，传动套6下端的下接头2内安装有钻头5，钻头5与传动套6插入连接。

该气动扭摆冲击潜孔锤工作时，首先将钻杆旋接在上接头1上，使该气动扭摆冲击潜孔锤的气缸9与钻杆的输气管连通，然后该气动扭摆冲击潜孔锤在驱动电机以及空气压缩机的作用下向地下钻进，钻进工作进行时，压缩空气自钻杆通入至气缸9与壳体3形成的封闭腔内，然后通过气缸9的下通气孔26进入至气缸9、节流套14和冲锤4所构成的封闭空腔内并形成高压气体，高压气体作用在冲锤4上使得冲锤4向上运动，冲锤4的端头沿着下装配孔23插入连接至配气座7内，当冲锤4的阶梯状的凸缘17的下端面与节流套14的上端面重合时，冲锤凹槽18刚好封住气缸9的上通气孔25和下通气孔26，冲锤4由于惯性继续向上运动，压缩气体自上通气孔25和下通气孔26进入至冲锤4、气缸9和配气座7形成的封闭腔内并形成高压气体，高压气体作用在冲锤4上使得冲锤4减速向上运动，当冲锤通气孔19与配气座通流孔21连通时，高压空气流入配气座7内腔进行泄压，直到冲锤4端头到达配气座7的下装配孔23的上极限位置，冲锤4的速度降为零，冲锤4的上行程运动结束。当冲锤4向上运动时，传动套6内的正弦滚道内的滚珠同时进行轴向向上运动和沿着滚道滚动，滚珠的滚动使得传动套6进行周向旋动，进而带动钻头5进行周向旋动，达到钻头5切割岩石的目的。当冲锤4位于下装配孔23的上极限位置时，压缩空气通过上通气孔25和下通气孔26进入至冲锤4、气缸9和配气座7形成的封闭腔内并形成高压气体，高压气体作用在冲锤4上使得冲锤4快速向下运动，冲锤4的端头沿着脱离下装配孔23的方向移动，当冲锤4的阶梯状的凸缘17的下端面与节流套14的上端面重合，冲锤凹槽18刚好封住气缸9的上通气孔25和下通气孔26时，冲锤通气孔19与配气座通流孔21连通，高压空气一部分流入配气座7内腔中，这时冲锤4继续减速向下运动时，当冲锤通气孔19与配气座通流孔21错开时，压缩空气进入至气缸9、节流套14和冲锤4所构成的封闭空腔内并形成高压气体，高压气体作用在冲锤4上使得冲锤4减速向下运动，直到冲锤4以一定的速度冲击钻头5并使得冲锤4的速度降为零，冲锤4的下行程运动结束。当冲锤4向下运动时，传动套6内的正弦滚道内的滚珠同时进行轴向向下运动和沿着滚道滚动，滚珠的滚动使得传动套6进行周向旋动，进而带动钻头5进行周向旋动，达到钻头5切割岩石的目的。随着冲锤4的轴向往复运动使得传动套6进行周期性的扭摆，进而使得钻头5在周期性的轴向冲击和周期性的扭摆作用下，实现冲击性扭转破岩的目的。

该气动扭摆冲击潜孔锤通过冲锤4的上行程或下行程运动将高压空气的动能转化成钻头5的周期性的轴向运动和扭摆运动，进而实现冲击性扭转破岩的目的，提高了该气动扭摆冲击潜孔锤的钻进作业的工作效率，降低了钻进成本。

Claims (7)

1.一种气动扭摆冲击潜孔锤，它由壳体（3）、上接头（1）、下接头（2）、钻头（5）和冲锤（4）构成，其特征在于：壳体（3）的一端螺纹安装有上接头（1），壳体（3）的另一端螺纹安装有下接头（2），下接头（2）内通过防掉环（11）安装有钻头（5），钻头（5）上端的壳体（3）内通过配气座（7）滑动安装有冲锤（4），冲锤（4）与壳体（3）之间固定安装有气缸（9），气缸（9）与冲锤（4）滑动接触连接，冲锤（4）下端的壳体（3）内通过扶正轴承（10）活动安装有传动套（6），传动套（6）与冲锤（4）滑动接触连接，钻头（5）与传动套（6）相互嵌接。

2.根据权利要求1所述的一种气动扭摆冲击潜孔锤，其特征在于：所述的配气座（7）由装配体（27）和圆柱凸台（22）构成，圆柱凸台（22）插入连接至装配体（27）内，装配体（27）的上端设置有上装配孔（20），配气座（7）通过上装配孔（20）内接触连接有配气开关（8）与上接头（1）连接，圆柱凸台（22）与装配体（27）之间的装配体（27）内壁上均布有下装配孔（23），装配体（27）的圆周壁上设置有配气座通流孔（24）。

3.根据权利要求1所述的一种气动扭摆冲击潜孔锤，其特征在于：所述的冲锤（4）呈圆筒状，冲锤（4）的中心设置有贯穿的中心孔（15），冲锤（4）的圆周壁上设置有阶梯状的凸缘（17），凸缘（17）一侧的冲锤（4）上设置有冲锤通流孔（16），凸缘（17）另一侧的冲锤（4）上设置有冲锤通气孔（19），凸缘（17）的粗端设置有冲锤凹槽（18），冲锤（4）和配气座（7）之间通过配气座（7）下端的圆柱凸台（22）和中心孔（15）的配合接触连接，冲锤（4）下端的周向上装有滚珠。

4.根据权利要求1所述的一种气动扭摆冲击潜孔锤，其特征在于：所述的传动套（6）的一端设置有爪齿，与钻头（5）连接端头的爪齿形状对应，传动套（6）的另一端螺纹连接有传动套端帽（13），传动套端帽（13）分别与壳体（3）和扶正轴承（10）配合连接，传动套（6）的内壁上设置有正弦滚道，传动套（6）通过滚珠在正弦滚道内运动与冲锤（4）活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种气动扭摆冲击潜孔锤，其特征在于：所述的正弦滚道呈波浪状。

6.根据权利要求1所述的一种气动扭摆冲击潜孔锤，其特征在于：所述的气缸（9）的上端与配气座（7）固定连接，气缸（9）的下端固定连接有节流套（14），配气座（7）和节流套（14）之间的气缸（9）周向上呈对称状分别设置有上通气孔（25）和下通气孔（26）。

7.根据权利要求4所述的一种气动扭摆冲击潜孔锤，其特征在于：所述的扶正轴承（10）与下接头（2）之间的壳体（3）内装有止动套（12），止动套（12）与钻头（5）之间螺纹安装有防掉环（11）。