CN212105724U - 一种带有连接结构的冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种带有连接结构的冲击器，包括用于捆绑至少两个冲击器组件的基体，以及连接结构，所述冲击器组件包括设于所述基体内部的冲击器单体，以及与所述冲击器单体连接的钻头，所述连接结构包括设于所述基体上方的上接头，所述上接头包括一端与所述基体上端固定连接的本体，以及与所述本体另一端连接的连接部，所述连接部和钻杆上均设有连接孔，所述连接部外壁与所述钻杆内壁配合，通过销轴与所述连接孔配合，以实现所述上接头与所述钻杆可拆卸连接。本申请提供的冲击器，安装拆卸方便。

Description

一种带有连接结构的冲击器

技术领域

本实用新型涉及地质钻探用钻具的技术领域，尤其是一种带有连接结构的冲击器。

背景技术

随着科技进步，人们开始多方面进行资源开发，有许多的矿藏资源和能源都藏在地底，因此就涉及到众多钻井工程，例如，水井、地热井、盐井等，目前最常用的是钻头钻进，钻头钻进是靠冲击压碎和剪切破碎岩石，它的特点是钻进效率较高，使用范围广泛。钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，易于吃入地层，因此，牙轮钻头能够适应从软到坚硬的多种地层。

为了使得钻头切削岩层效率更高，通常在钻头上连接冲击器，向冲击器内输送高压气体，通过冲击器特殊结构，使得冲击器内的气压改变，气压改变会使得冲击器内部的活塞上下往返运动，活塞在运动过程中，冲击钻头端部，钻头冲击岩层，将岩层击碎，进而钻头冲击压碎和剪切破碎岩石。

高压气体发生装置将高压气体通过钻杆输送至冲击器内，来使得冲击器冲击岩层做功，该冲击器上端部设有螺纹，与钻杆螺装连接。但是这种连接方式拆装困难。

实用新型内容

解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种带有连接结构的冲击器，安装拆卸容易。

本实用新型的技术方案如下：

一种带有连接结构的冲击器，包括用于捆绑至少两个冲击器组件的基体，以及连接结构；

所述冲击器组件包括设于所述基体内部的冲击器单体，以及与所述冲击器单体连接的钻头；

所述连接结构包括设于所述基体上方的上接头；

所述上接头包括一端与所述基体上端固定连接的本体；

以及与所述本体另一端连接的连接部；

所述连接部和钻杆上均设有连接孔，所述连接部外壁与所述钻杆内壁配合，通过销轴与所述连接孔配合，以实现所述上接头与所述钻杆可拆卸连接。

优选地，所述连接部的横截面为多边形，其边数为至少大于4的偶数，

所述销轴和所述连接孔均设有两个，两个所述连接孔分别位于互相对称的连接部侧面上。

优选地，所述连接部的横截面为六边形，

所述销轴分别设置在所述连接部距离最短的两侧面上。

优选地，所述本体外壁上设有加强筋，

所述加强筋底部与所述基体上端连接，所述加强筋侧部与所述本体外壁连接。

优选地，所述加强筋至少设有两个，均布于所述本体周向上。

优选地，所述冲击器单体包括与所述基体连接的第一接头；

所述基体包括上接盘，所述第一接头与所述上接盘相配合；

所述上接头内部设有第一气道，所述第一气道一端与所述钻杆的中心孔连通，所述第一气道的另一端与所述上接盘内的通孔连通。

优选地，所述第一接头内设有第一中心孔；

所述第一中心孔与设于所述冲击器单体内部的第二中心孔连通；

所述基体下方端部上设有气流槽，所述气流槽与所述第二中心孔连通，

且所述气流槽与设于所述基体内部排渣槽连通，以实现岩渣从所述排渣槽排出。

优选地，所述冲击器单体包括，一端与所述第一中心孔配合的逆止阀；

与所述逆止阀另一端抵靠的配气座；

与所述配气座相配合的活塞；

设于所述活塞与所述配气座之间的第一气室；

设于所述活塞与所述钻头端部的第二气室；

通过所述第一气室和所述第二气室内的气压改变，以实现所述活塞上下往复运动，进而冲击所述钻头，使得所述钻头冲击岩层。

在现有技术的钻进过程中，钻杆连接冲击器，冲击器连接钻头，钻头捶打和剪切破碎岩石，同时，岩石的反作用力会传递至钻杆。通常在冲击器上端设置有接头，接头上设置外螺纹，在钻杆的内径上设置内螺纹，外螺纹与内螺纹相配合，进而使得钻杆与冲击器之间螺装连接。当钻进岩层所产生的反作用力钻杆发生振动，就会使得钻杆与冲击器之间的螺纹咬合更加紧密，一旦需要将冲击器从钻杆上拆卸时，就需要借助辅助工具进行拆卸。同时在安装时，需要将内外螺纹对齐后再进行旋转配合安装，这种捆绑式冲击器体积较大，重量大，对齐工作尤为困难，因此冲击器的安装同样困难。

本实用新型提供一种带有连接结构的冲击器，包括用于捆绑至少两个冲击器组件的基体，以及连接结构，冲击器组件包括设于基体内部的冲击器单体，以及与所述冲击器单体连接的钻头，连接结构包括设于基体上方的上接头，上接头包括一端与基体上端固定连接的本体，以及与本体另一端连接的连接部，连接部和钻杆上设有连接孔，连接部外壁与钻杆内壁配合，通过销轴与连接孔配合，以实现上接头与钻杆可拆卸连接。本申请提供的带有连接结构的冲击器通过本体与基体上端固定连接，将一根销轴穿过连接部和钻杆上的连接孔，同时，连接部的外壁与钻杆内壁配合，销轴与连接孔配合，进而就使得冲击器的上接头与钻杆可拆卸连接。但需要将冲击器从钻杆上拆卸时，只需将销轴从连接孔中敲出，销轴不再对冲击器和钻杆进行自由度约束；当需要安装时，将冲击器上的连接孔和钻杆上的连接孔对齐，插入销轴即可，此时销轴对冲击器和钻杆进行自由度约束。该自由度约束包括冲击器和钻杆之间的相对转动，冲击器与钻杆之间的平面内和竖直方向上的移动。由此可见，本申请提供的带有连接结构的冲击器，较于现有技术而言，安装拆卸容易。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例中带有连接结构的冲击器示意图；

图2为本实施例中带有连接结构的冲击器底部示意图；

图3为本实施例中冲击器组件的结构示意图；

图4为本实施例中上接盘的结构示意图。

附图中的标号说明：1、基体；2、冲击器组件；3、冲击器单体；4、钻头；5、第一接头；11、上接盘；18、上接头；181、本体；182、连接部；183、连接孔；184、加强筋；185、第一气道；20、第一中心孔；21、第二中心孔；14、气流槽；15、排渣槽；31、逆止阀；32、配气座；33、活塞；34、第一气室；35、第二气室。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在现有技术的钻进过程中，钻杆连接冲击器，冲击器连接钻头4，钻头4捶打和剪切破碎岩石，同时，岩石的反作用力会传递至钻杆。通常在冲击器上端设置有接头，接头上设置外螺纹，在钻杆的内径上设置内螺纹，外螺纹与内螺纹相配合，进而使得钻杆与冲击器之间螺装连接。当钻进岩层所产生的反作用力钻杆发生振动，就会使得钻杆与冲击器之间的螺纹咬合更加紧密，一旦需要将冲击器从钻杆上拆卸时，就需要借助辅助工具进行拆卸。同时在安装时，需要将内外螺纹对齐后再进行旋转配合安装，这种捆绑式冲击器体积较大，重量大，对齐工作尤为困难，因此冲击器的安装同样困难。

请如图1至图4所示，本实用新型提供一种带有连接结构的冲击器，包括用于捆绑至少两个冲击器组件2的基体1，以及连接结构，冲击器组件2包括设于基体1内部的冲击器单体3，以及与所述冲击器单体3连接的钻头4，连接结构包括设于基体1上方的上接头18，上接头18包括一端与基体1上端固定连接的本体181，以及与本体181另一端连接的连接部182，连接部182和钻杆上设有连接孔183，连接部182外壁与钻杆内壁配合，通过销轴与连接孔183配合，以实现上接头18与钻杆可拆卸连接。本申请提供的带有连接结构的冲击器通过本体181与基体1上端固定连接，将一根销轴穿过连接部182和钻杆上的连接孔183，同时，连接部182的外壁与钻杆内壁配合，销轴与连接孔183配合，进而就使得冲击器的上接头18与钻杆可拆卸连接。但需要将冲击器从钻杆上拆卸时，只需将销轴从连接孔183中敲出，销轴不再对冲击器和钻杆进行自由度约束；当需要安装时，将冲击器上的连接孔183和钻杆上的连接孔183对齐，插入销轴即可，此时销轴对冲击器和钻杆进行自由度约束。该自由度约束包括冲击器和钻杆之间的相对转动，冲击器与钻杆之间的平面内和竖直方向上的移动。由此可见，本申请提供的带有连接结构的冲击器，较于现有技术而言，安装拆卸容易。

其中，连接部182的横截面为多边形，其边数为至少大于4的偶数，销轴与连接孔183均设有两个，两个连接孔183分别位于互相对称的连接部182侧面上。当连接部182与钻杆内壁的横截面为三边形时，当安装时，连接部182和钻杆上的连接孔183很难对齐，不便于操作。因此，较佳实施例为，连接部182的横截面为多边形，边数为至少大于4的偶数，例如当连接部182横截面为四边形时，销轴与连接孔183均设置两个，将连接孔183的轴线分别设置在四边形上任意相对的两个侧面上，在满足对冲击器和钻杆进行自由度约束的同时，还能使得该连接位置的结构对称，冲击器与钻杆连接位置的受力载荷平衡，使得冲击器在工作时趋于动平衡。

较佳实施例为，连接部182的横截面为六边形，销轴分别设置在连接部182距离最短的两侧面上。与连接部182横截面为四边形的实施例不同的是，连接部182的横截面为六边形，可在满足对冲击器和钻杆进行自由度约束时，还能尽量使得上接头18上材料去除的较少，使得冲击器和钻杆之间的连接位置结构强度高，当冲击器工作时，减小了连接位置的变形。

本实用新型提供的实施例中，本体181外壁上设有加强筋184，加强筋184底部与基体1上端连接，加强筋184侧部与本体181外壁连接。加强筋184的设置能提高本体181与基体1连接位置的强度，避免冲击器在转动过程中，本体181与基体1连接位置处发生断裂。

较佳地，加强筋184设有至少两个，均布于本体181周向上。其中加强筋184可设置为四个，使得加强筋184结构对称，能使得冲击器与钻杆连接位置的受力平衡，使得冲击器在工作时趋于动平衡。

本实用新型提供的实施例中，冲击器单体3包括与基体1连接的第一接头5，基体1包括上接盘11，第一接头5与上接盘11相配合，上接头18内部设有第一气道185，第一气道185一端与钻杆的中心孔连通，第一气道185的另一端与上接盘11内的通孔连通。高压气体从钻杆内的中心孔输入至上接盘11内部的第一气道185，再通过上接盘11分配至各个冲击器单体3上的第一接头5，高压气体使得冲击器单体3下端的钻头4冲击岩石，与此同时，外界动力组件连接冲击器，使得冲击器旋转，进而带动基体1以及基体1内部的冲击器单体3和钻头4同时旋转，使得岩石受到冲击力以及旋转切割力，达到岩石破碎的目的，完成大口孔钻孔施工工作。

其中，第一接头5内设有第一中心孔20，第一中心孔20与设于冲击器单体3内部的第二中心孔21连通；基体1下方端部上设有气流槽14，气流槽14与第二中心孔21连通，且气流槽14与设于基体1内部排渣槽15连通，以实现岩渣从所述排渣槽15排出。当高压气体输入至上接盘11的第一气道185，再进入第一接头5上的第一中心孔20，最后高压气体由第一中心孔20进入冲击器单体3内部的第二中心孔21，因此，通过上述的气流分配结构，高压气体通过第二通气孔进行分流，分至每个冲击器单体3，进入冲击器单体3的高压气体转化为动能，冲击钻头4，达到击碎岩石的目的。

同时，本申请提供的冲击器与传统的捆绑式冲击器有工作本质上的区别，传统的捆绑式冲击器是是将高压气体转化为动能，冲击钻头4击碎岩石后，再从冲击器内排出，将击碎的岩石向冲击器四周吹，再由捕尘装置将碎岩石进行收集。而本申请提供的冲击器，在基体1下方端部上设有气流槽14，气流槽14与第二中心孔21连通，进而高压气体通过第二中心孔21流至气流槽14，高压气体再由气流槽14流至基体1内部排渣槽15，高压气体从冲击器单体3吹出后，在气流槽14内积攒，气流槽14侧壁弧形光滑连接，排出的高压气体在气流槽14内形成气旋，气旋带动击碎的岩石向排渣槽15内移动，排渣槽15设于基体1内部，因此，整个排渣均从冲击器内部排出，这种排渣方式称之为反循环，与传统冲击器的正循环排渣工作机理不同，传统冲击器正循环工作方式，岩渣是从冲击器外部排出。

本实用新型提供的实施例中，冲击器单体3包括，一端与第一中心孔20配合的逆止阀31，与逆止阀31另一端抵靠的配气座32，与配气座32相配合的活塞33，设于活塞33与配气座32之间的第一气室34，设于活塞33与钻头4端部的第二气室35，通过第一气室34和第二气室35内的气压改变，以实现所述活塞33上下往复运动，进而冲击钻头4，使得钻头4冲击岩层。

高压气体进入冲击器单体3内如何冲击岩层，具体为，开始时，逆止阀31与第一接头5的第一中心孔20相配合，钻机高压气体，通过上接头18、上接盘11，分配流至各个第一接头5，再流至第一中心孔20，高压气体作用与逆止阀31，给逆止阀31施加压力，逆止阀31向下移动，使得逆止阀31与第一中心孔20不再配合，由于逆止阀31一端与配气座32抵靠，当高压气体到达第二气室35，第二气室35内的气压大于第一气室34内的气压，则推动活塞33向上移动，当活塞33移动至配气座32相配合时，第一气室34内的气压升高，此时第一气室34内的气压大于第二气室35内的气压，则第一气室34内的气压推动活塞33向下冲击，活塞33端部向钻头4端部施加冲击力，钻头44向下做冲击运动，如此往复循环。

本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种带有连接结构的冲击器，其特征在于，包括用于捆绑至少两个冲击器组件的基体，以及连接结构；

所述冲击器组件包括设于所述基体内部的冲击器单体，以及与所述冲击器单体连接的钻头；

所述连接结构包括设于所述基体上方的上接头；

所述上接头包括一端与所述基体上端固定连接的本体；

以及与所述本体另一端连接的连接部；

所述连接部和钻杆上均设有连接孔，所述连接部外壁与所述钻杆内壁配合，通过销轴与所述连接孔配合，以实现所述上接头与所述钻杆可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，所述连接部的横截面为多边形，其边数为至少大于4的偶数，

所述销轴和所述连接孔均设有两个，两个所述连接孔分别位于互相对称的连接部侧面上。

3.根据权利要求2所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，所述连接部的横截面为六边形，

所述销轴分别设置在所述连接部距离最短的两侧面上。

4.根据权利要求3所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，所述本体外壁上设有加强筋，

所述加强筋底部与所述基体上端连接，所述加强筋侧部与所述本体外壁连接。

5.根据权利要求4所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，所述加强筋至少设有两个，均布于所述本体周向上。

6.根据权利要求1所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，所述冲击器单体包括与所述基体连接的第一接头；

所述基体包括上接盘，所述第一接头与所述上接盘相配合；

所述上接头内部设有第一气道，所述第一气道一端与所述钻杆的中心孔连通，所述第一气道的另一端与所述上接盘内的通孔连通。

7.根据权利要求6所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，所述第一接头内设有第一中心孔；

所述第一中心孔与设于所述冲击器单体内部的第二中心孔连通；

所述基体下方端部上设有气流槽，所述气流槽与所述第二中心孔连通，

且所述气流槽与设于所述基体内部排渣槽连通，以实现岩渣从所述排渣槽排出。

8.根据权利要求7所述的带有连接结构的冲击器，其特征在于，

所述冲击器单体包括，一端与所述第一中心孔配合的逆止阀；

与所述逆止阀另一端抵靠的配气座；

与所述配气座相配合的活塞；

设于所述活塞与所述配气座之间的第一气室；

设于所述活塞与所述钻头端部的第二气室；

通过所述第一气室和所述第二气室内的气压改变，以实现所述活塞上下往复运动，进而冲击所述钻头，使得所述钻头冲击岩层。

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