CN210178312U - 一种新型气盒子 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于反循环钻探技术领域，提出了一种新型气盒子，包括主轴侧面设置有第一进气孔，主轴的内部设置有进气通道和出料通道，进气通道的一端连通第一进气孔，进气通道的另一端用于连通钻杆的环状间隙；耐磨套设置在主轴的外侧，耐磨套与主轴周向固定连接，耐磨套上设置有第二进气孔，第二进气孔与第一进气孔相通，耐磨套内侧两端与主轴外侧密封连接；气室设置在耐磨套的外侧，气室内侧的两端与耐磨套外侧两端分别密封连接，气室的侧面设置有第三进气孔，第三进气孔与第二进气孔相通，第三进气孔与外部气源相通；轴承套设在主轴上，轴承座套设在轴承上。通过上述技术方案，解决了现有技术中主轴易于磨损的问题。

Description

一种新型气盒子

技术领域

本实用新型属于反循环钻探技术领域，涉及一种新型气盒子。

背景技术

多工艺空气反循环钻进是钻探领域常用钻进工艺，主要包括空气反循环钻进和气举反循环钻进，多工艺空气反循环钻进工艺的实施必须通过双壁钻具来实现，双壁钻具主要由水龙头、气盒子、双壁钻杆、气水混合器及正反转换装置等组成，其中，气盒子是多工艺空气反循环钻进用双壁钻具系统的重要组成钻具，其作用主要有：作为重要连接部件，承担井下整套钻具的重量；为作为钻井介质的高压空气提供进入双壁钻具环隙的进气通道；为内管上返钻渣提供连接通道，市面上虽然出现了一些气盒子，但是其仍然存在一些问题，难以满足实际工作需要。

如授权公告号为CN 205908268 U的实用新型所公开的一种动力头钻机用气盒子其虽然改善了密封效果，但是其并未解决主轴易发生磨损的问题，因此当前急需一种主轴不易磨损的新型气盒子。

实用新型内容

本实用新型提出一种新型气盒子，解决了现有技术中主轴易于磨损的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种新型气盒子，包括主轴，所述主轴侧面设置有第一进气孔，所述主轴的内部设置有进气通道和出料通道，所述进气通道的一端连通所述第一进气孔，所述进气通道的另一端用于连通钻杆的环状间隙，所述出料通道用于将钻井底部的废料排出；

耐磨套，所述耐磨套设置在所述主轴的外侧，所述耐磨套与所述主轴周向固定连接，所述耐磨套上设置有第二进气孔，所述第二进气孔与所述第一进气孔相通，所述耐磨套内侧两端与所述主轴外侧密封连接；

气室，所述气室设置在所述耐磨套的外侧，所述气室内侧的两端与所述耐磨套外侧两端分别密封连接，所述气室的侧面设置有第三进气孔，所述第三进气孔与所述第二进气孔相通，所述第三进气孔与外部气源相通；

轴承、轴承座，所述轴承套设在所述主轴上，所述轴承座套设在所述轴承上，所述气室与所述轴承座通过螺栓紧固连接。

作为进一步的技术方案，所述主轴包括外轴和内管，所述外轴为空心结构，所述第一进气孔设置在所述外轴的侧面，所述内管一端设置在所述外轴内部，所述内管位于所述外轴内部的一端与所述外轴内壁之间密封连接，所述外轴内壁与所述内管外壁所围成的环空形成所述进气通道，所述第一进气孔与所述进气通道相通，所述内管内部形成所述出料通道；

所述耐磨套设置在所述外轴的外侧，所述耐磨套与所述外轴周向固定连接，所述耐磨套内侧两端与所述外轴外侧密封连接，所述轴承套设在所述外轴上。

作为进一步的技术方案，还包括第一密封圈、第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈分别套设在所述耐磨套上，所述第一密封圈和所述第二密封圈分别位于所述第二进气孔的两侧；

气封支管，所述气封支管设置在所述第一密封圈和所述第二密封圈之间，所述气封支管的两端分别和所述第一密封圈和所述第二密封圈之间接触，所述气封支管的侧面设置有第一通气孔，所述第一通气孔分别与所述第二进气孔、所述第三进气孔相通。

作为进一步的技术方案，所述气室内侧沿周向设置有第一缺口，所述第一缺口与所述耐磨套之间形成第一安装腔，所述第一密封圈和所述第二密封圈均位于所述第一安装腔内；

还包括气室端盖，所述气室端盖上沿轴向设置有第一安装孔，所述气室端盖与所述气室的端部通过螺栓紧固连接，所述耐磨套贯穿所述第一安装孔。

作为进一步的技术方案，所述气室端盖一端的内侧设置有第一凸起。

作为进一步的技术方案，所述气室靠近所述轴承一端的内侧与所述主轴之间密封连接。

作为进一步的技术方案，所述气室靠近所述轴承的一端内侧设置有第三密封槽，所述第三密封槽中设置有第三密封圈，所述第三密封圈用于对所述气室和所述第三密封槽之间进行密封。

作为进一步的技术方案，所述耐磨套远离所述轴承一端的内侧设置有第一键槽，所述主轴的侧面设置有第二键槽，所述第二键槽与所述第一键槽相对设置，所述第二键槽中设置有键，所述第二键槽的长度大于所述第一键槽的轴向长度；

还包括弹性挡圈，所述弹性挡圈上设置有第二凸起，所述第二凸起设置在所述第二键槽中，所述弹性挡圈用于对键和所述耐磨套进行轴向定位。

作为进一步的技术方案，所述弹性挡圈和所述耐磨套之间通过螺栓紧固连接。

作为进一步的技术方案，所述主轴外侧与所述耐磨套两端相对的位置分别设置有第四密封槽和第五密封槽，所述第四密封槽和所述第五密封槽中分别设置有第四密封圈和第五密封圈，所述第四密封圈和所述第五密封圈分别用于对耐磨套内侧和所述主轴外侧之间进行密封。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

1、本实用新型中，使用时，气盒子靠近轴承的一端连接动力源，气盒子远离轴承的一端连接双壁钻杆，利用外部气源向第三进气孔通入压缩空气，压缩空气经过第二进气孔与第一进气孔进入到进气通道，进而进入双壁钻杆的环状间隙，并沿着双壁钻杆的环状间隙到达孔底钻具，通过孔底钻具流向双壁钻杆的内部，并携带岩屑从双壁钻杆的内部上升至出料通道，进而上升至地面，传统的气盒子中，气室和主轴之间直接进行密封连接，使得主轴在转动时极易发生磨损，降低了主轴的使用寿命，本实用新型中在内管和主轴之间安装了耐磨套，并使耐磨套和主轴在周向固定连接，使耐磨套与气室之间密封连接，在主轴进行转动时，使得摩擦发生在耐磨套与气室之间，主轴不会被磨损，由于耐磨套为耐磨材料制成，所以耐磨套不易被磨损，即使由于长时间工作，使耐磨套发生磨损，可将耐磨套进行更换，耐磨套的成本远低于主轴的成本，从而增强了本实用新型的可靠性，并且大大节约了本实用新型的维护成本。

2、本实用新型中，主轴包括外轴和内管，外轴内部和内管外壁形成进气通道，内管内部为出料通道，并且将内管位于外轴内部的一端与外轴内壁之间密封安装，结构简单，易于实现，增加了本实用新型的实用性。

3、本实用新型中，利用第一密封圈和第二密封圈对主轴和耐磨套之间进行密封，并且将气封支管安装在第一密封圈和第二密封圈之间，使气封支管对第一密封圈和第二密封圈起到支撑作用，从而使第一密封圈和第二密封圈不会发生偏移，保证良好的密封效果，进而提高本实用新型的可靠性。

4、本实用新型中，将第一密封圈和第二密封圈安装在第一安装腔内，并且在第一缺口的一端安装了气室端盖，使得第一密封圈和第二密封圈之间由气封支管支撑，第一密封圈远离第二密封圈的一侧由气室端盖进行轴向定位，第二密封圈远离第一密封圈的一侧由气室进行定位，对第一密封圈和第二密封圈均实现了双向的轴向定位，进一步提高了第一密封圈和第二密封圈定位的可靠性，从而增强了本实用新型的可靠性。

5、本实用新型中，利用第一凸起将第一密封圈远离第二密封圈的一侧挤紧，由于气封支管在第一密封圈和第二密封圈之间起到了支撑作用，且第二密封圈远离第一密封圈的一侧有气室对其进行支撑，使得第一密封圈和第二密封圈轴向被压缩，由于第一密封圈和第二密封圈体积一定，所以使得第一密封圈和第二密封圈径向与外轴和耐磨套之间接触的更为紧密，进一步提高了密封效果。

6、本实用新型中，在气室和主轴间进行密封连接，使得轴承中的润滑油不会进入气室中，保证气室环境清洁，进而保证压缩气体可以顺利通过气室。

7、本实用新型中，利用第三密封圈对第三密封槽和气室之间进行密封，结构简单，易于实现。

8、本实用新型中，安装时，先将耐磨套安装在主轴上，使第一键槽与第二键槽相对，然后将键安装在第二键槽中，第一键槽的设置为键提供了安装空间，利用键对主轴和耐磨套进行周向固定连接，使得主轴和耐磨套可同步转动，利用弹性挡圈对键和耐磨套进行轴向定位，将第二凸起安装在第二键槽中，使得主轴和耐磨套转动时，弹性挡圈可以随主轴和耐磨套同步转动，从而保证主轴和耐磨套转动时的轴向定位效果。

9、本实用新型中，弹性挡圈和耐磨套之间通过螺栓紧固连接，使得主轴转动时，主轴和弹性挡圈之间不会发生相对转动和脱落，从而保证弹性挡圈对键和耐磨套轴向定位的稳定性。

10、本实用新型中，利用第四密封圈对第四密封槽和耐磨套间进行密封，利用第五密封圈对第五密封槽和耐磨套间进行密封，结构简单，易于实现。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型内部结构示意图；

图3为本实用新型图2中A处放大结构示意图；

图4为本实用新型图2中B处放大结构示意图；

图中：1-主轴，11-第一进气孔，12-进气通道，13-出料通道，14-外轴，15-内管，2-耐磨套，21-第二进气孔，3-气室，33-第一安装腔，34-气室端盖，36-第一凸起，37-第三密封槽，38-第三密封圈，4-轴承，41-轴承座，51-第一密封圈，52-第二密封圈，53-气封支管，5-第一通气孔，7-弹性挡圈，81-第四密封槽，82-第五密封槽，83-第四密封圈，84-第五密封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种新型气盒子，包括主轴1，主轴1侧面设置有第一进气孔11，主轴1的内部设置有进气通道12和出料通道13，进气通道12的一端连通第一进气孔11，进气通道12的另一端用于连通钻杆的环状间隙，出料通道13用于将钻井底部的废料排出；

耐磨套2，耐磨套2设置在主轴1的外侧，耐磨套2与主轴1周向固定连接，耐磨套2上设置有第二进气孔21，第二进气孔21与第一进气孔11相通，耐磨套2内侧两端与主轴1外侧密封连接；

气室3，气室3设置在耐磨套2的外侧，气室3内侧的两端与耐磨套2外侧两端分别密封连接，气室3的侧面设置有第三进气孔，第三进气孔与第二进气孔21相通，第三进气孔与外部气源相通；

轴承4、轴承座41，轴承4套设在主轴1上，轴承座41套设在轴承4上，气室3与轴承座41通过螺栓紧固连接。

本实施例中，使用时，气盒子靠近轴承4的一端连接动力源，气盒子远离轴承4的一端连接双壁钻杆，利用外部气源向第三进气孔通入压缩空气，压缩空气经过第二进气孔21与第一进气孔11进入到进气通道12，进而进入双壁钻杆的环状间隙，并沿着双壁钻杆的环状间隙到达孔底钻具，通过孔底钻具流向双壁钻杆的内部，并携带岩屑从双壁钻杆的内部上升至出料通道13，进而上升至地面，传统的气盒子中，气室3和主轴1之间直接进行密封连接，使得主轴1在转动时极易发生磨损，降低了主轴1的使用寿命，本实施例中在内管15和主轴1之间安装了耐磨套2，并使耐磨套2和主轴1在周向固定连接，使耐磨套2与气室3之间密封连接，在主轴1进行转动时，使得摩擦发生在耐磨套2与气室3之间，主轴1不会被磨损，由于耐磨套2为耐磨材料制成，所以耐磨套2不易被磨损，即使由于长时间工作，使耐磨套2发生磨损，可将耐磨套2进行更换，耐磨套2的成本远低于主轴1的成本，从而增强了本实施例的可靠性，并且大大节约了本实施例的维护成本。

进一步，主轴1包括外轴14和内管15，外轴14为空心结构，第一进气孔11设置在外轴14的侧面，内管15一端设置在外轴14内部，内管15位于外轴14内部的一端与外轴14内壁之间密封连接，外轴14内壁与内管15外壁所围成的环空形成进气通道12，第一进气孔11与进气通道12相通，内管15内部形成出料通道13；

耐磨套2设置在外轴14的外侧，耐磨套2与外轴14周向固定连接，耐磨套2内侧两端与外轴14外侧密封连接，轴承4套设在外轴14上。

本实施例中，主轴1包括外轴14和内管15，外轴14内部和内管15外壁形成进气通道12，内管15内部为出料通道13，并且将内管15位于外轴14内部的一端与外轴14内壁之间密封安装，结构简单，易于实现，增加了本实施例的实用性。

进一步，还包括第一密封圈51、第二密封圈52，第一密封圈51和第二密封圈52分别套设在耐磨套2上，第一密封圈51和第二密封圈52分别位于第二进气孔21的两侧；

气封支管53，气封支管53设置在第一密封圈51和第二密封圈52之间，气封支管53的两端分别和第一密封圈51和第二密封圈52之间接触，气封支管53的侧面设置有第一通气孔5，第一通气孔5分别与第二进气孔21、第三进气孔相通。

本实施例中，利用第一密封圈51和第二密封圈52对主轴1和耐磨套2之间进行密封，并且将气封支管53安装在第一密封圈51和第二密封圈52之间，使气封支管53对第一密封圈51和第二密封圈52起到支撑作用，从而使第一密封圈51和第二密封圈52不会发生偏移，保证良好的密封效果，进而提高本实施例的可靠性。

进一步，气室3内侧沿周向设置有第一缺口，第一缺口与耐磨套2之间形成第一安装腔33，第一密封圈51和第二密封圈52均位于第一安装腔33内；

还包括气室端盖34，气室端盖34上沿轴向设置有第一安装孔，气室端盖34与气室3的端部通过螺栓紧固连接，耐磨套2贯穿第一安装孔。

本实施例中，将第一密封圈51和第二密封圈52安装在第一安装腔33内，并且在第一缺口的一端安装了气室端盖34，使得第一密封圈51和第二密封圈52之间由气封支管53支撑，第一密封圈51远离第二密封圈52的一侧由气室端盖34进行轴向定位，第二密封圈52远离第一密封圈51的一侧由气室3进行定位，对第一密封圈51和第二密封圈52均实现了双向的轴向定位，进一步提高了第一密封圈51和第二密封圈52定位的可靠性，从而增强了本实施例的可靠性。

进一步，气室端盖34一端的内侧设置有第一凸起36。

本实施例中，利用第一凸起36将第一密封圈51远离第二密封圈52的一侧挤紧，由于气封支管53在第一密封圈51和第二密封圈52之间起到了支撑作用，且第二密封圈52远离第一密封圈51的一侧有气室3对其进行支撑，使得第一密封圈51和第二密封圈52轴向被压缩，由于第一密封圈51和第二密封圈52体积一定，所以使得第一密封圈51和第二密封圈52径向与外轴14和耐磨套2之间接触的更为紧密，进一步提高了密封效果。

进一步，气室3靠近轴承4一端的内侧与主轴1之间密封连接。

本实施例中，在气室3和主轴1间进行密封连接，使得轴承4中的润滑油不会进入气室3中，保证气室3环境清洁，进而保证压缩气体可以顺利通过气室3。

进一步，气室3靠近轴承4的一端内侧设置有第三密封槽37，第三密封槽37中设置有第三密封圈38，第三密封圈38用于对气室3和第三密封槽37之间进行密封。

本实施例中，利用第三密封圈38对第三密封槽37和气室3之间进行密封，结构简单，易于实现。

进一步，耐磨套2远离轴承4一端的内侧设置有第一键槽，主轴1的侧面设置有第二键槽，第二键槽与第一键槽相对设置，第二键槽中设置有键，第二键槽的长度大于第一键槽的轴向长度；

还包括弹性挡圈7，弹性挡圈7上设置有第二凸起，第二凸起设置在第二键槽中，弹性挡圈7用于对键和耐磨套2进行轴向定位。

本实施例中，安装时，先将耐磨套2安装在主轴1上，使第一键槽与第二键槽相对，然后将键安装在第二键槽中，第一键槽的设置为键提供了安装空间，利用键对主轴1和耐磨套2进行周向固定连接，使得主轴1和耐磨套2可同步转动，利用弹性挡圈7对键和耐磨套2进行轴向定位，将第二凸起安装在第二键槽中，使得主轴1和耐磨套2转动时，弹性挡圈7可以随主轴1和耐磨套2同步转动，从而保证主轴1和耐磨套2转动时的轴向定位效果。

进一步，弹性挡圈7和耐磨套2之间通过螺栓紧固连接。

本实施例中，弹性挡圈7和耐磨套2之间通过螺栓紧固连接，使得主轴1转动时，主轴1和弹性挡圈7之间不会发生相对转动和脱落，从而保证弹性挡圈7对键和耐磨套2轴向定位的稳定性。

进一步，主轴1外侧与耐磨套2两端相对的位置分别设置有第四密封槽81和第五密封槽82，第四密封槽81和第五密封槽82中分别设置有第四密封圈83和第五密封圈84，第四密封圈83和第五密封圈84分别用于对耐磨套2内侧和主轴1外侧之间进行密封。

本实施例中，利用第四密封圈83对第四密封槽81和耐磨套2间进行密封，利用第五密封圈84对第五密封槽82和耐磨套2间进行密封，结构简单，易于实现。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型气盒子，其特征在于，包括主轴（1），所述主轴（1）侧面设置有第一进气孔（11），所述主轴（1）的内部设置有进气通道（12）和出料通道（13），所述进气通道（12）的一端连通所述第一进气孔（11），所述进气通道（12）的另一端用于连通钻杆的环状间隙，所述出料通道（13）用于将钻井底部的废料排出；

耐磨套（2），所述耐磨套（2）设置在所述主轴（1）的外侧，所述耐磨套（2）与所述主轴（1）周向固定连接，所述耐磨套（2）上设置有第二进气孔（21），所述第二进气孔（21）与所述第一进气孔（11）相通，所述耐磨套（2）内侧两端与所述主轴（1）外侧密封连接；

气室（3），所述气室（3）设置在所述耐磨套（2）的外侧，所述气室（3）内侧的两端与所述耐磨套（2）外侧两端分别密封连接，所述气室（3）的侧面设置有第三进气孔，所述第三进气孔与所述第二进气孔（21）相通，所述第三进气孔与外部气源相通；

轴承（4）、轴承座（41），所述轴承（4）套设在所述主轴（1）上，所述轴承座（41）套设在所述轴承（4）上，所述气室（3）与所述轴承座（41）通过螺栓紧固连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述主轴（1）包括外轴（14）和内管（15），所述外轴（14）为空心结构，所述第一进气孔（11）设置在所述外轴（14）的侧面，所述内管（15）一端设置在所述外轴（14）内部，所述内管（15）位于所述外轴（14）内部的一端与所述外轴（14）内壁之间密封连接，所述外轴（14）内壁与所述内管（15）外壁所围成的环空形成所述进气通道（12），所述第一进气孔（11）与所述进气通道（12）相通，所述内管（15）内部形成所述出料通道（13）；

所述耐磨套（2）设置在所述外轴（14）的外侧，所述耐磨套（2）与所述外轴（14）周向固定连接，所述耐磨套（2）内侧两端与所述外轴（14）外侧密封连接，所述轴承（4）套设在所述外轴（14）上。

3.根据权利要求1所述的一种新型气盒子，其特征在于，还包括第一密封圈（51）、第二密封圈（52），所述第一密封圈（51）和所述第二密封圈（52）分别套设在所述耐磨套（2）上，所述第一密封圈（51）和所述第二密封圈（52）分别位于所述第二进气孔（21）的两侧；

气封支管（53），所述气封支管（53）设置在所述第一密封圈（51）和所述第二密封圈（52）之间，所述气封支管（53）的两端分别和所述第一密封圈（51）和所述第二密封圈（52）之间接触，所述气封支管（53）的侧面设置有第一通气孔（5），所述第一通气孔（5）分别与所述第二进气孔（21）、所述第三进气孔相通。

4.根据权利要求3所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述气室（3）内侧沿周向设置有第一缺口，所述第一缺口与所述耐磨套（2）之间形成第一安装腔（33），所述第一密封圈（51）和所述第二密封圈（52）均位于所述第一安装腔（33）内；

还包括气室端盖（34），所述气室端盖（34）上沿轴向设置有第一安装孔，所述气室端盖（34）与所述气室（3）的端部通过螺栓紧固连接，所述耐磨套（2）贯穿所述第一安装孔。

5.根据权利要求4所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述气室端盖（34）一端的内侧设置有第一凸起（36）。

6.根据权利要求1所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述气室（3）靠近所述轴承（4）一端的内侧与所述主轴（1）之间密封连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述气室（3）靠近所述轴承（4）的一端内侧设置有第三密封槽（37），所述第三密封槽（37）中设置有第三密封圈（38），所述第三密封圈（38）用于对所述气室（3）和所述第三密封槽（37）之间进行密封。

8.根据权利要求1所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述耐磨套（2）远离所述轴承（4）一端的内侧设置有第一键槽，所述主轴（1）的侧面设置有第二键槽，所述第二键槽与所述第一键槽相对设置，所述第二键槽中设置有键，所述第二键槽的长度大于所述第一键槽的轴向长度；

还包括弹性挡圈（7），所述弹性挡圈（7）上设置有第二凸起，所述第二凸起设置在所述第二键槽中，所述弹性挡圈（7）用于对键和所述耐磨套（2）进行轴向定位。

9.根据权利要求8所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述弹性挡圈（7）和所述耐磨套（2）之间通过螺栓紧固连接。

10.根据权利要求1所述的一种新型气盒子，其特征在于，所述主轴（1）外侧与所述耐磨套（2）两端相对的位置分别设置有第四密封槽（81）和第五密封槽（82），所述第四密封槽（81）和所述第五密封槽（82）中分别设置有第四密封圈（83）和第五密封圈（84），所述第四密封圈（83）和所述第五密封圈（84）分别用于对耐磨套（2）内侧和所述主轴（1）外侧之间进行密封。

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