CN213597878U - 一种采集管开孔的反循环冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采集管开孔的反循环冲击器，包括采集管、衬套、活塞以及钻头，活塞可沿衬套的内孔往复运动以冲击钻头的尾部端面，活塞靠近钻头的一端为冲击端，采集管在靠近钻头的尾部端面处设有吹渣孔，以使活塞运动过程中活塞前腔和后腔排出的部分高压气流经吹渣孔直接进入采集管的中心采集孔内进行吹渣，吹渣孔的倾斜方向朝采集孔内的气流流动方向设置。通过在采集管靠近钻头的尾部端面处设置吹渣孔，以使活塞往复运动过程中，活塞前腔和后腔排出的部分高压气体直接经吹渣孔进入采集管的中心采集孔内，从而对采集孔内岩渣进行二次鼓吹加速，可显著提高岩渣的在采集管内的移动速度，进而提高反循环冲击器的排渣效率。

Description

一种采集管开孔的反循环冲击器

技术领域

本实用新型涉及潜孔钻机技术领域，更具体地说，涉及一种采集管开孔的反循环冲击器。

背景技术

气动潜孔冲击器利用高压空气作为动力源，驱动冲击器内的活塞高速度、高频率地做往复运动，使活塞获得足够的能量冲击钻头而进行钻孔作业。冲击力以应力波的形式作用于钻头，极短的时间内产生巨大的冲击能量，能有效地破碎岩石，快速成孔，达到凿岩钻孔的目的。

反循环冲击器在工作的过程中，利用高压气体控制活塞前腔和后腔的压差，以使活塞往复移动冲击钻头，且活塞往复运动的过程中，会将活塞运动做功后的高压气体从钻头头部排出，并通过排出的高压气体将岩渣吹入钻头内部的排渣孔中，再经过采集管和钻杆内孔进行反循环收集。

但是，在反循环收集岩渣的过程中，由于高压气体在吹渣过程中会有压力的损失，压力会越来越低，且钻头、采集管和钻杆的排渣孔都比较小，排渣通道很长，排渣阻力大，导致钻凿时产生的岩渣不能顺畅的吹出孔外，影响冲击器的凿岩速度。

因此，如何提高反循环冲击器的排渣速度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种采集管开孔的反循环冲击器，可显著提高反循环冲击器的排渣速度。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种采集管开孔的反循环冲击器，包括采集管、衬套、活塞以及钻头，所述活塞可沿所述衬套往复运动以冲击所述钻头的尾部端面，所述活塞靠近所述钻头的一端为冲击端，所述采集管在靠近所述尾部端面处设有吹渣孔，以使所述活塞运动过程中活塞前腔和活塞后腔排出的部分高压气流经所述吹渣孔吹入所述采集管的采集孔内，且所述吹渣孔朝所述采集孔内的气流方向倾斜设置。

优选的，所述吹渣孔的数量为2-6个。

优选的，所述吹渣孔沿所述采集管的圆周均匀分布。

优选的，多个所述吹渣孔的轴心相交于一点。

优选的，所述吹渣孔的轴心与所述采集管的轴心的夹角为30-60度。

优选的，所述吹渣孔的直径为4-15mm。

本实用新型所提供的采集管开孔的反循环冲击器，通过在采集管靠近钻头的尾部端面处设置吹渣孔，且吹渣孔的方向朝采集孔内的气流流动方向倾斜设置，以使活塞往复运动过程中，活塞前腔和活塞后腔排出的部分高压气体直接经吹渣孔进入采集管的中心采集孔内，从而对采集孔内岩渣进行二次鼓吹加速，可显著提高岩渣的在采集管内的移动速度，进而提高反循环冲击器的排渣效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供采集管开孔的反循环冲击器具体实施例的示意图；

图2为活塞向上运动返程状态示意图；

图3为活塞向下运动做功状态示意图。

其中，1-活塞、11-冲击端、12-活塞前腔、121-前腔排气口、13-活塞后腔、131-后腔排气口、14-封闭区域、2-外缸、3-衬套、4-钻头、41-内孔、42-钻头头部、43-钻头尾部、431-尾部端面、5-采集管、51-吹渣孔、52-采集孔、6-接头、7-联接管、8-卡钎套、9-孔壁、10-岩层、11-合金齿、图中箭头方向表示高压气流流动的方向。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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做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。

本实用新型的核心是提供一种采集管开孔的反循环冲击器，可显著提高反循环冲击器的排渣速度。

请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供采集管开孔的反循环冲击器具体实施例的示意图；图2为活塞向上运动返程状态示意图；图3为活塞向下运动做功状态示意图。

本实用新型所提供的种采集管开孔的反循环冲击器，包括采集管5、衬套3、活塞1以及钻头4，活塞1可沿衬套3往复运动以冲击钻头4的尾部端面431，活塞1靠近钻头4的一端为冲击端11，采集管5在靠近钻头的尾部端面431处设有吹渣孔51，以使活塞1运动过程中活塞前腔12和活塞后腔13排出的部分高压气流经吹渣孔51进入采集管5的采集孔52内，吹渣孔51的方向朝采集孔52内的气流流动方向倾斜设置。

如图1所述，外缸2为反循环冲击器的外壁缸体，卡钎套8连接于外缸21一端的内壁上，钻头4的尾端插装在卡钎套8内，钻头4露出于卡钎套8的外端，以用于钻孔。

活塞1设于外缸2内，活塞1的端部套设有衬套3，工作的过程中，高压气体依次进入接头6、通过接头6与联接管7外壁之间的间隙，推开逆止阀，进入配气座和内缸，再通过内缸和外缸2之间的间隙，进入活塞1与外缸2之间的封闭区域14，然后，通过活塞1与外缸1之间的间隙进入活塞前腔12，当活塞前腔12的空气压力高于活塞后腔13的空气压力时，活塞1向上运动，当活塞1上升到一定位置时，活塞前腔2的前腔进气口关闭、前腔排气口121打开，同时，活塞后腔13的后腔进气口打开、后腔排气口131关闭，高压气体通过后腔进气口进入活塞后腔13。

当活塞后腔13的空气压力高于活塞前腔12的空气压力时，活塞1向下运动冲击钻头3的尾端，进而通过钻头头部42的合金齿11冲击岩层10，实现破碎岩石，通过活塞前腔12和活塞后腔13的进、排气口的不断打开与关闭，使活塞前腔12、活塞后腔13的空气压力产生变化，形成活塞1不断的上下反复运动，冲击钻头5及岩层10，同时，在冲击过程中，钻机带动冲击器和钻头4不停旋转，实现均匀破碎岩石达到钻孔的目的。

采集管5上设有吹渣孔51，由于吹渣孔51设置在靠近钻头尾部43的尾部端面431处，具体的，出渣孔51可设置在活塞1的冲击端11的移动范围内，且吹渣孔51的倾斜方向朝采集孔52内的气流流动方向设置，由于活塞1往复运动的过程中，活塞前腔12和活塞后腔13会不断排出高压气流，高压气流会通过外缸2内的排气通道从卡钎套8与钻头4杆部之间的通气槽吹出，以将钻头钻凿时产生的岩渣吹入钻头4的内孔41中，进而吹入采集管5中心的采集孔52内。

而活塞前腔12和活塞后腔13排出的部分高压气流，不经过外缸内的排气通道，而是直接通过采集管5与活塞1之间的排气通道进入采集管5圆周上的排渣孔51，然后进入采集管5的中心采集孔52内，从而对采集孔52内的岩渣直接进行鼓吹加速。

具体的，在活塞1做上下往复运动过程中，当活塞后腔13的后腔排气口131打开时，排出的高压气体通过活塞1与采集管5之间的间隙进入吹渣孔51，然后进入采集管5的采集孔52内；当活塞前腔12的前腔排气口121打开时，排出的高压气体通过活塞的冲击端11与钻头尾部43的尾部端面431之间的间隙，进入吹渣孔51，然后进入采集管5的采集孔52内，因此，无论活塞1在向下冲击做功，还是向上返程运动，始终有高压气体从吹渣孔51进入采集管5的采集孔52内，进行二次吹渣，提高冲击器的排渣速度。

本实用新型所提供的一种采集管开孔的反循环冲击器，通过在采集管5靠近钻头尾部43的尾部端面431处设置吹渣孔51，且吹渣孔51的倾斜方向朝采集孔52内的气流流动方向设置，以使活塞1往复运动过程中，活塞前腔12和活塞后腔13排出的部分高压气体直接经吹渣孔51进入采集管5中心的采集孔52内，从而对采集孔52内岩渣进行二次鼓吹加速，可显著提高岩渣的在采集管5内的移动速度，进而提高反循环冲击器的排渣效率。

在上述实施例的基础之上，考虑到吹渣孔51的具体数量设置，作为一种优选，吹渣孔51的数量为2-6个。具体的，吹渣孔51的个数为5个，当然，吹渣孔51的个数还可以根据需要设置为其他的个数。

在上述实施例的基础之上，作为一种优选，吹渣孔51沿采集管5的圆周均匀分布。在上述实施例的基础之上，作为一种优选，多个吹渣孔51的轴心相交于一点。本实施例中，多个吹渣孔51的沿采集管5均匀布置，以使多个吹渣孔51内吹出的高压气体能够在径向受力上平衡，避免将采集管5内的岩渣吹到采集管5的内侧壁上，从而进一步提高排渣速度。

在上述实施例的基础之上，作为一种优选，吹渣孔51的轴心与采集管5的轴心的夹角为30-60度。在上述实施例的基础之上，作为一种优选，吹渣孔51的内径为4-15mm。当然，还可根据需要选择其他的角度或内径，具体可根据实际需要而灵活选。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，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相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供采集管开孔的反循环冲击器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种采集管开孔的反循环冲击器，包括采集管(5)、衬套(3)、活塞(1)以及钻头(4)，所述活塞(1)可沿所述衬套(3)往复运动以冲击所述钻头(4)的尾部端面(431)，其特征在于，所述活塞(1)靠近所述钻头(4)的一端为冲击端(11)，所述采集管(5)在靠近所述尾部端面(431)处设有吹渣孔(51)，以使所述活塞(1)运动过程中活塞前腔(12)和活塞后腔(13)排出的部分高压气流经所述吹渣孔(51)吹入所述采集管(5)的采集孔(52)内，且所述吹渣孔(51)朝所述采集孔(52)内的气流方向倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的采集管开孔的反循环冲击器，其特征在于，所述吹渣孔(51)的数量为2-6个。

3.根据权利要求2所述的采集管开孔的反循环冲击器，其特征在于，所述吹渣孔(51)沿所述采集管(5)的圆周均匀分布。

4.根据权利要求3所述的采集管开孔的反循环冲击器，其特征在于，多个所述吹渣孔(51)的轴心相交于一点。

5.根据权利要求1至4任一项所述的采集管开孔的反循环冲击器，其特征在于，所述吹渣孔(51)的轴心与所述采集管(5)的轴心的夹角为30-60度。

6.根据权利要求5所述的采集管开孔的反循环冲击器，其特征在于，所述吹渣孔(51)直径为4-15mm。

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