CN208502650U - 一种反循环气动冲击潜孔锤 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冲击潜孔锤，具体涉及一种反循环气动冲击潜孔锤。它由上接头、壳体、花键套、钻头、冲锤和气缸构成，壳体的一端螺纹安装有上接头，壳体的另一端螺纹安装有花键套，花键套内通过键槽滑动安装有钻头；壳体内安装有芯管，芯管一端的圆周上通过弹簧安装有逆止阀，芯管另一端的圆周上通过气缸活动安装有冲锤，冲锤与钻头之间为间歇接触连接，气缸与上接头之间设置有导流接头。该潜孔锤通过冲锤可将高压空气的动能转化为周期性的轴向冲击作用力，从而提高了破岩钻孔速度。通过芯管中心通道将岩心上返至地面，提高了岩心的纯度，降低了对周边环境的污染。

Description

一种反循环气动冲击潜孔锤

技术领域

本实用新型涉及一种冲击潜孔锤，具体涉及一种反循环气动冲击潜孔锤。

背景技术

反循环冲击潜孔锤在我国当前经济建设的过程当中，岩土钻凿工程所占的地位越来越重要，其广泛应用在供水、矿产、市政、环境、交通和建筑等方面，由于其能大幅度提高钻进效率、降低施工成本、保证工程质量，其经济效益非常显著，受到了国内外钻探行业的高度重视，反循环冲击潜孔锤的工作原理是以压缩空气作为动力，推动潜孔锤工作，利用冲击器对钻头的往复冲击作用，来达到破碎岩石的目的，被破碎的岩石随潜孔锤工作后排出的废气携带到地面，从而达到清孔、排渣的目的，但是，由于现有反循环冲击潜孔锤的设计存有一定的不足，致使其破岩钻孔速度有所欠缺，并且当风压机停止工作时，系统内部压力降低，地层水及岩屑等可能进入气压换向系统从而对其工作的可靠性产生影响，甚至损坏零部件，缩短工具使用寿命等，因此，有必要对其进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单，实用性好，通过将高压空气的动能转化为周期性的轴向冲击作用力，以提高破岩钻孔速度，解决风压机停止时地层水的进入致使其工作的可靠性产生影响，甚至损坏零部件，缩短工具使用寿命问题的一种反循环气动冲击潜孔锤。

本实用新型的技术方案是：

一种反循环气动冲击潜孔锤；它由上接头、壳体、花键套、钻头、冲锤和气缸构成，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花键套，花键套内通过键槽滑动安装有钻头；壳体内安装有芯管，芯管一端的圆周上通过弹簧安装有逆止阀，芯管另一端的圆周上通过气缸活动安装有冲锤，冲锤与钻头之间为间歇接触连接，气缸与上接头之间设置有导流接头。

所述的芯管一端延伸至钻头内，芯管与钻头之间为滑动连接。

所述的钻头上设置有C型卡环。

所述的芯管为变径体，芯管的圆周上设置有变径凸台。

所述的逆止阀与芯管之间为滑动连接。逆止阀与芯管和上接头之间分别设置有密封圈。

所述的导流接头与气缸之间贴合接触连接，导流接头和气缸通过变径凸台进行轴向定位，导流接头和气缸与壳体内壁之间设置有过流间隙。

所述的导流接头为环状体，导流接头的圆周上均布有连通孔；所述的气缸上设置有通孔，通孔的内壁上设置有气缸凸台。

气缸凸台对应的气缸圆周上呈间隔状设置有气缸上通气孔和气缸下通气孔；气缸上通气孔和气缸下通气孔在轴向上呈错位状设置。

所述的冲锤为变径体，冲锤的圆周上间隔状设置有冲锤上凸台和冲锤下凸台，冲锤与气缸之间设置有冲锤上凸台和冲锤下凸台配合气缸凸台形成的气缸上腔和气缸下腔。

所述的连通孔通过过流间隙、上通气孔、气缸下通气分别与气缸上腔和气缸下腔间歇连通。

本实用新型的有益效果在于：

该反循环气动冲击潜孔锤结构简单，实用性好，工作过程中，通过冲锤可将高压空气的动能转化为周期性的轴向冲击作用力，从而提高了破岩钻孔速度。通过芯管中心通道将岩心上返至地面，提高了岩心的纯度，降低了对周边环境的污染，同时，通过逆止阀使得风压机停机时，上接头内侧压力较低，逆止阀在弹簧的作用下关闭并由密封圈实现密封作用，由此使得气体流道内形成一定的憋压，有效防止地层水及岩屑等杂质进入气体流道内而造成的磨损，进而提高了该潜孔锤的可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为图1中的A—A向的截面结构示意图；

图3为本实用新型的冲锤的剖视结构示意图；

图4为本实用新型的气缸的剖视结构示意图；

图5为本实用新型的工作状态示意图。

图中：1、上接头，2、壳体，3、花键套，4、钻头，5、冲锤，6、气缸，7、芯管，8、C型卡环，9、弹簧，10、逆止阀，11、变径凸台，12、冲锤上凸台，13、冲锤下凸台，14、气缸凸台，15、气缸上通气孔，16、气缸下通气孔，17、导流接头，18、过流间隙，19、连通孔，20、气缸上腔，21、气缸下腔。

具体实施方式

该反循环气动冲击潜孔锤由上接头1、壳体2、花键套3、钻头4、冲锤5和气缸6构成，壳体2的一端螺纹安装有上接头1，壳体2的另一端螺纹安装有花键套3，花键套3内通过键槽滑动安装有钻头4；钻头4上固装有C型卡环8。C型卡环8的目的是通过与花键套3的端面进行间歇接触，以对钻头4实现轴向限位，防止工作过程中起钻时钻头4不至于掉落井底。

钻头4一侧的壳体2内安装有芯管7，芯管7为变径体，芯管7的圆周上设置有变径凸台11。芯管一端的圆周上通过弹簧9安装有逆止阀10，逆止阀10与芯管7之间为滑动连接；弹簧9的一端与变径凸台11接触连接，弹簧9的另一端与逆止阀10触连接，在弹簧9的作用下，逆止阀10与上接头1紧密接触连接，逆止阀10与芯管7和上接头1之间分别设置有密封圈，由此保证工作中的密封性。

芯管7另一端延伸至钻头4内，芯管7与钻头4之间为滑动连接。钻头4一侧的芯管7圆周上通过气缸6活动安装有冲锤5，冲锤5为变径管状体，冲锤5滑动套装在芯管7圆周上；冲锤5的圆周上间隔状设置有冲锤上凸台12和冲锤下凸台13，冲锤5与钻头4之间为间歇接触连接。

气缸6上设置有通孔，通孔的内壁上设置有气缸凸台14。气缸凸台14对应的气缸6圆周上呈间隔状设置有气缸上通气孔15和气缸下通气孔16；气缸上通气孔15和气缸下通气孔16在轴向上呈错位状设置。

该反循环气动冲击潜孔锤的气缸6与上接头1之间设置有导流接头17；导流接头17为环状体，导流接头17的圆周上均布有连通孔19。导流接头17与气缸之间贴合接触连接，导流接头17和气缸6之间通过壳体2的内台肩和上接头1的端面进行轴向限位，同时通过变径凸11台进行轴向定位，导流接头17和气缸6与壳体2内壁之间设置有过流间隙18。

该反循环气动冲击潜孔锤的冲锤5与气缸6之间设置有冲锤上凸台12和冲锤下凸台13接触配合气缸凸台14形成的气缸上腔20和气缸下腔21。

连通孔19通过过流间隙18、气缸上通气孔15、气缸下通气16分别与气缸上腔20和气缸下腔21间歇连通（参见附图1—4）。

该反循环气动冲击潜孔锤工作时，在高压气流作用下逆止阀10开启，即可实现该潜孔锤的正常工作。具体为：

冲锤5上行运动：

如图1所示，冲锤5位于下极限位置，风压机产生的高压气流由双壁钻杆通过上接头1后形成一定压力，克服弹簧9作用使得逆止阀10开启；高压气流进通过导流接头17的连通孔19、过流间隙18、气缸下通气16进入至气缸下腔21内；此时，冲锤上凸台12对气缸上通气孔15和气缸上腔20形成封堵状态。进入至气缸下腔21内的高压气流作用至冲锤下凸台13右侧的端面上，由此推动冲锤5向上运动（冲锤5向左滑动）；冲锤5上行开始后，气缸上通气孔15逐步打开，这一过程中，当冲锤上凸台12运动至气缸凸台14一侧时，冲锤下凸台13同时与气缸凸台14形成接触，并对气缸下腔21形成封堵状态，此时的气缸上腔20为开启状态，随着高压气流不断进入气缸上腔20并作用至冲锤上凸台12右侧的端面上，冲锤5继续上行，直至行程终点（参见附图5），冲锤5上行过程中，气缸下腔21憋压的气体得到释放，气缸上腔20内的气体开始压缩，压缩的气体经冲锤5与芯管7之间的间隙、花键间隙流出进入井底冲洗岩屑；冲洗的岩屑经钻头4和芯管7的通孔返出。冲锤5继续上行至终点后，冲锤5与芯管7之间的间隙被关闭，此时冲锤下凸台13位于气缸上通气孔15和气缸下通气孔16之间，气流仅由气缸上通气孔15进入气缸上腔20内。

下行运动：冲锤5位于上极限位置，风压机产生的高压气流由气缸上通气孔15进入气缸上腔20内并作用至冲锤上凸台12左侧的端面上，随着高压气流的不断进入形成高压；当气缸上腔20内的高压气流达到一定量时，推动冲锤5开始下行运动（向右运动），这一过程中，冲锤5下行开始后气缸下通气孔16打开，实现通流；冲锤5继续下行，当冲锤5的冲锤上凸台12与气缸凸台14接触时，冲锤下凸台13与气缸凸台14脱离接触，此时，冲锤上凸台12对气缸上腔20形成封堵，气缸下腔21形成开启，由气缸上通气孔15和气缸下通气孔16进入的气体作用至冲锤下凸台13左侧的端面上，冲锤5继续下行至终点，回复初始位置。

冲锤5下行过程中，气缸上腔20憋压的气体得到释放，气缸下腔21内的气体开始压缩，压缩的气体经花键间隙流出进入井底冲洗岩屑；冲洗的岩屑经钻头4和芯管7的通孔返出。冲锤5继续下行至终点后，花键间隙被关闭，此时冲锤上凸台12对气缸上通气孔15和气缸上腔20形成封堵状态，气流仅由气缸下通气孔16进入气缸下腔21内。

风压机停止工作时，上接头1内侧压力较低，逆止阀10在弹簧9的作用下关闭并由密封圈实现的密封作用，使得连通孔19、过流间隙18和通气孔形成的气体流道内部形成一定的憋压，可有效防止地层水及岩屑等杂质进入气体流道内而造成的磨损，进而提高了该潜孔锤的可靠性和使用寿命。

Claims (10)

1.一种反循环气动冲击潜孔锤，它由上接头（1）、壳体（2）、花键套（3）、钻头（4）、冲锤（5）和气缸（6）构成，其特征在于：壳体（2）的一端螺纹安装有上接头（1），壳体（2）的另一端螺纹安装有花键套（3），花键套（3）内通过键槽滑动安装有钻头（4）；壳体（2）内安装有芯管（7），芯管（7）一端的圆周上通过弹簧（9）安装有逆止阀（10），芯管（7）另一端的圆周上通过气缸活动安装有冲锤（5），冲锤（5）与钻头（4）之间为间歇接触连接，气缸（6）与上接头（1）之间设置有导流接头（17）。

2.根据权利要求1所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的芯管（7）一端延伸至钻头（4）内，芯管（7）与钻头（4）之间为滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的钻头（4）上设置有C型卡环（8）。

4.根据权利要求2所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的芯管（7）为变径体，芯管（7）的圆周上设置有变径凸台（11）。

5.根据权利要求1所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的逆止阀（10）与芯管（7）之间为滑动连接；逆止阀（10）与芯管（7）和上接头（1）之间分别设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的导流接头（17）与气缸（6）之间为贴合接触连接，导流接头（17）和气缸（6）通过变径凸台（11）进行轴向定位，导流接头（17）和气缸（6）与壳体（2）内壁之间设置有过流间隙（18）。

7.根据权利要求6所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的导流接头（17）为环状体，导流接头（17）的圆周上均布有连通孔（19）；所述的气缸（6）上设置有通孔，通孔的内壁上设置有气缸凸台（14）。

8.根据权利要求7所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：气缸凸台（14）对应的气缸（6）圆周上呈间隔状设置有气缸上通气孔（15）和气缸下通气孔（16）；气缸上通气孔（15）和气缸下通气孔（16）在轴向上呈错位状设置。

9.根据权利要求1所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的冲锤（5）为变径体，冲锤（5）的圆周上间隔状设置有冲锤上凸台（12）和冲锤下凸台（13），冲锤（5）与气缸（6）之间设置有冲锤上凸台（12）和冲锤下凸台（13）配合气缸凸台（14）形成的气缸上腔（20）和气缸下腔（21）。

10.根据权利要求7所述的一种反循环气动冲击潜孔锤，其特征在于：所述的连通孔（19）通过过流间隙（18）、气缸上通气孔（15）、气缸下通气孔（16）分别与气缸上腔（20）和气缸下腔（21）间歇连通。