CN220081301U - 一种冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冲击器，属于钻探设备技术领域。它解决了如何提高活塞作用于钻头上的冲击力的问题。本冲击器包括两端分别安装有钻头与供气总成的外缸套，且外缸套内滑动连接有周向外壁上开设有储气槽的活塞，外缸套内具有连通供气总成内通道与储气槽的气道，外缸套内还具有靠近于供气总成并连通储气槽的缓冲腔，缓冲腔的内壁上具有沿周向向内凸出设置的贴合部，且贴合部与活塞外壁贴合时将缓冲腔进行密封。本冲击器能够提高活塞作用于钻头上的冲击力。

Description

一种冲击器

技术领域

本实用新型属于钻探设备技术领域，涉及一种冲击器。

背景技术

冲击器是钻探工程中所需要的基础设备，其一般包括外缸套钻头、导向套、活塞、供气总成以及内缸套，钻头安装于外缸套前端，导向套安装于钻头内前端并位于钻头后方，供气总成安装于外缸套后端，内缸套安装于钻头内后端且位于供气总成前方，活塞滑动连接在外缸套内并位于钻头于供气总成之间。

内缸套与外缸套内壁之间合围形成连通供气总成的气道，活塞的外壁上沿周向开设有储气槽，外缸套前端与活塞前端之间合围形成容纳腔，且容纳腔的内壁上开设凹槽，在活塞处于初始状态下，储气槽与气道连通，工人通过供气总成将空气由气道通入储气槽中，随着储气槽内的气压不断上升，使得活塞向前移动并冲击钻头后端，而在该过程中，储气腔与气道分离并连通凹槽，使得储气腔中的高压空气进入到容纳腔中被进行压缩，所产生的力驱动活塞向后滑动复位，且容纳腔中的空气通过导向套由外缸套前端排出。

上述冲击器虽然能够实现活塞冲击钻头以及活塞滑动回位，但仍具有较大缺陷，其具体表现为：在活塞滑动回位过程中，活塞所具备的惯性力较大，滑动回位后若仍具备较大惯性力，极为可能冲击供气总成造成设备故障；同时，活塞滑动回位后气体再次进入储气槽并驱动活塞向前滑动冲击钻头时由于惯性力的存在，造成活塞对于钻头的冲击力减弱，以至于冲击器的钻探性能受影响。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种冲击器，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高活塞作用于钻头上的冲击力。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种冲击器，包括两端分别安装有钻头与供气总成的外缸套，且外缸套内滑动连接有周向外壁上开设有储气槽的活塞，外缸套内具有连通供气总成内通道与储气槽的气道，其特征在于，外缸套内还具有靠近于供气总成并连通储气槽的缓冲腔，缓冲腔的内壁上具有沿周向向内凸出设置的贴合部，且贴合部与活塞外壁贴合时将缓冲腔进行密封。

本冲击器在初始状态下，如背景技术中所描述，外界气源能够通过供气总成内的通道由气道向活塞外壁上的储气槽输送空气，在储气槽内气压达到一定值时，活塞被气压驱使向外缸套前端滑动并冲击钻头，在此过程中，储气槽会与气道分离并与容纳腔连通，使得活塞在向前移动时储气槽中的高压空气不断向容纳腔中过渡，在活塞冲击钻头的同时，容纳腔中的空气也被压缩至极限，此状态下容纳腔中的气压推动活塞向外缸套后端滑动复位，为避免冲击力的影响，本冲击器通过在外缸套内设置位于活塞后方的缓冲腔，在活塞向外缸套后端滑动复位过程中，缓冲腔与气道通过储气槽相连通，通入缓冲腔内的空气经过活塞不断压缩产生一定的气压，且由于贴合部与活塞的外壁抵贴在一起，以此避免缓冲腔中的高压空气外泄，该部分气压作用于活塞的后端驱使活塞在向外缸套后端滑动复位过程中被进行缓冲，从而避免活塞剧烈冲击供气总成，避免设备故障，于此同时，该部分气压始终作用于活塞的后端，使得活塞在复位后保持一定的向前运动趋势，加之供气总成通过气道重新向储气槽通入空气，两股高压空气一同作用于活塞的后端，使得活塞能够在更加高速的状态下冲击位于外缸套前端的钻头，以此提高活塞作用于钻头上的冲击力，进而确保冲击器的钻探性能。

在上述的冲击器中，外缸套内部的后端围绕供气总成设有呈长条管状的内缸套，内缸套内位于供气总成与活塞之间合围形成所述缓冲腔，且缓冲腔周向内壁上的贴合部呈平面状。

缓冲腔具体使通过安装与外缸套内的内缸套与活塞之间合围形成，此外，绕缓冲腔内周壁设置的贴合部具体设置呈平面状，由此确保贴合部与活塞外壁抵贴时缓冲腔的密闭性，在活塞向外缸套后端滑动复位过程中，由气道至储气槽通入缓冲腔的空气受到活塞的压缩，且在缓冲腔由于贴合部与活塞周向外壁的配合下，防止高压空气外泄，通过该股高压空气对活塞向后移动复位的冲击力进行缓冲卸载，以避免供气总成受到猛烈冲击，同时始终作用在活塞后端的高压空气协同再次通入储气槽的高压空气配合一同驱动活塞向前移动，确保活塞作用于钻头上的冲击力，保证冲击器的钻探效果。

在上述的冲击器中，内缸套的周向外壁与外缸套的周向内壁之间合围形成所述气道，且内缸套的一端沿周向开设有若干连通气道与供气总成的进气口，另一端沿周向开设有若干连通气道与储气槽的出气口。

气道具体由内缸套的周向外壁与外缸套的周向内壁合围形成，在活塞位于外缸套后端时通过进气口与出气口配合连通供气总成与储气槽，实现活塞向前移动冲击钻头，在活塞向后移动复位过程中，由于储气槽与缓冲腔连通，由此通过进气口与出气口配合通过气道向缓冲腔内供给空气，以此保证活塞在向后移动复位时能够被缓冲，此外，进气口与出气口均具有多个且沿内缸套的周向间隔设置，由此确保空气通入的效率。

在上述的冲击器中，活塞内沿轴向开设有排气通道，供气总成包括具有导向杆的阀座，活塞朝向阀座的一端围绕排气通道开设有呈碗状的导流槽，导向杆伸入排气通道且周向外壁与排气通道的周向内壁相贴合。

在活塞被再次向前推动冲击钻头过程中，致使原本插入排气通道中以保证缓冲腔密闭性的阀座导向杆与活塞的排气通道分离，此时缓冲通道内的高压空气能够依次通过排气通道、外缸套前端设置的排气口排出至外界，确保缓冲腔内的气压回落至常压状态，同时，通过导流槽的设置，使得高压空气在进入排气通道前能够被导流槽的槽壁先行导向，使得高压空气的流向与活塞的运动方向趋于相同，由此确保高压空气在排出过程中对于活塞也起到一定的导向作用。

在上述的冲击器中，导流槽靠近槽底壁的周向内侧壁呈弧面状。

通过将导流槽靠近底壁的周向内侧壁设置呈弧面状，避免高压空气沿着导向槽的槽壁流动时直接冲击在导向槽的槽底壁上，从而保证高压空气的流动性，避免排出过程中发生紊流。

在上述的冲击器中，导流槽的槽口呈扩口状，且导流槽的槽口周向内壁呈弧面状。

通过将导向槽的槽口设置呈扩口状，且同时将槽口的周向内壁设置呈弧面状，从而通过导向槽的槽口与导向槽靠近底部的周向内壁配合对高压空气进行多次导向，防止高压空气与导向槽槽壁发生冲击现象，确保高压空气的流动性，避免排出过程中发生紊流。

与现有技术相比，本冲击器具备以下优点：

通过在外缸套内且位于活塞后方设置缓冲腔，在活塞向后移动复位过程中通过储气槽连通气道，空气进入缓冲腔的同时被活塞压缩，被压缩的高压气体能够对活塞复位过程中的惯性力进行缓冲卸载，避免活塞猛烈冲击供气总成，同时该部分高压空气能够协同再次通入储气槽的高压供气驱使活塞向前移动并冲击钻头，确保活塞作用于钻头上的冲击力，保证冲击器的钻探性能。

附图说明

图1是本冲击器中活塞位置在初始状态下的剖视图及其局部放大图。

图2是图1的局部结构示意图。

图3是本冲击器中活塞被向前或向后推动过程中的剖视图及其局部放大图。

图4是图3的局部结构示意图。

图5是本冲击器中活塞被向前推动并冲击钻头时的剖视图及其局部放大图。

图6是图5的局部结构示意图。

图中，1、外缸套；11、钻头；12、供气总成；121、阀座；1211、导向杆；13、活塞；131、储气槽；132、排气通道；133、导流槽；14、气道；15、缓冲腔；151、贴合部；16、内缸套；161、进气口；162、出气口；17、容纳腔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1与图2所示，本冲击器包括长条形筒状的外缸套1，其前端通过前接头可拆卸安装有钻头11，其后端设有通过后接头连接外界气源的供气总成12，供气总成12具体包括具有导向杆1211的阀座121、逆止阀以及安装于两者之间的弹簧，阀座121固定于外缸套1内，弹簧的一端与阀座121抵紧，另一端与逆止阀抵紧并使逆止阀的阀芯封堵后接头。

外缸套1内位于钻头11与供气总成12之间滑动连接有活塞13，活塞13内沿轴向开设有排气通道132，在活塞13处于初始状态下，也就是图1状态下，阀座121的导向杆1211伸入排气通道132且外侧壁与排气通道132的内侧壁相贴合，活塞13朝向供气总成12的一端围绕排气通道132开设有呈碗状的导流槽133，导流槽133的槽口呈扩口状，且导流槽133槽口的周向内壁以及靠近槽底的周向内壁均呈弧面状。

外缸套1内围绕供气总成12设有内缸套16，内缸套16的周向外壁与外缸套1的周向内壁之间合围形成气道14，内缸套16的后端侧壁上沿周向开设有若干进气口161，前端侧壁上沿周向开设有若干出气口162，且内缸套16的前端与活塞13的后端之间合围形成缓冲腔15，活塞13的周向外壁上开设有储气槽131，活塞13在处于初始状态下，即图1状态下，气道14通过出气口162与储气槽131连通，活塞13在进行一次冲击钻头11并向外缸套1后端移动复位时，即图3状态下，缓冲腔15通过储气槽131与气道14连通，此外，储气腔靠近与后接头的内壁上沿周向向内凸起形成呈平面状的贴合部151，在活塞13继续向后移动使自身周向外壁与贴合部151抵贴时，缓冲腔15与气道14断开。

工作原理：本冲击器的活塞13是需要在外缸套1内反复进行前后移动以实现活塞13运动的，如图1、图3以及图5所示，在活塞处于初始状态下，储气槽13与气道14连通，外界气源开启并通过供气总成12内的通道将空气由气道14通入储气槽131中，随着储气槽131内的气压不断上升，使得活塞13向前移动并冲击钻头后端，而在该过程中，储气槽131与气道14分离并通过外缸套1前端内壁上的凹槽连通位于外缸套1前端的容纳腔17，使得储气槽131中的高压空气进入到容纳腔17中被进行压缩，所产生的力作用于活塞13前端并驱动活塞13向后滑动复位，且容纳腔17中的空气通过外缸套1所开设的排气孔排出，在此背景下，如图1与图4所示，外界气源在开启状态下，弹簧受压缩式逆止阀的阀芯与后接头分离，此时空气通过逆止阀并由气道14进入至储气槽131内，随着储气槽131内的气压不断上升，活塞13受压被向前推动并冲击在钻头11上，而在活塞13由于惯性向后移动回位至图3状态下时，由于储气槽131与缓冲腔15相通，外界气源将空气输入至缓冲腔15内，直至活塞13继续向后移动至图1状态下，由于贴合部151与活塞13外侧壁贴合，缓冲腔15处于与外界断开的状态，此时缓冲腔15内的空气被不断压缩并作用于活塞13后端，由此对活塞13向后移动的惯性力进行抵消，防止活塞13剧烈冲击供气总成12导致设备故障，于此同时，外界气源重新通过气道14向储气槽131中通入空气，以驱使活塞13第二次向前移动，该过程中缓冲腔15内的高压空气始终作用于活塞13的后端，配合储气槽131内的高压空气一同推动活塞13向前移动，在原本具有的动能前提下进一步提高活塞13向前移动的速度，确保活塞13冲击钻头11的力度更大，由此保证冲击器的钻探性能，此外，在活塞13第二次向前移动的过程中，只要阀座121的导向杆1211与活塞13的排气通道132分离，缓冲腔15内的高压空气便能够经导流槽133槽口以及靠近槽底的周向内壁导向后由排气通道132排出，排出过程中高压空气亦能够对活塞13的移动轨迹进一步导向。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了外缸套1、钻头11、供气总成12、阀座121、导向杆1211、活塞13、储气槽131、排气通道132、导流槽133、气道14、缓冲腔15、贴合部151、内缸套16、进气口161、出气口162等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种冲击器，包括两端分别安装有钻头(11)与供气总成(12)的外缸套(1)，且外缸套(1)内滑动连接有周向外壁上开设有储气槽(131)的活塞(13)，外缸套(1)内具有连通供气总成(12)内通道与储气槽(131)的气道(14)，其特征在于，外缸套(1)内还具有靠近于供气总成(12)并连通储气槽(131)的缓冲腔(15)，缓冲腔(15)的内壁上具有沿周向向内凸出设置的贴合部(151)，且贴合部(151)与活塞(13)外壁贴合时将缓冲腔(15)进行密封。

2.根据权利要求1所述的冲击器，其特征在于，外缸套(1)内部的后端围绕供气总成(12)设有呈长条管状的内缸套(16)，内缸套(16)内位于供气总成(12)与活塞(13)之间合围形成所述缓冲腔(15)，且缓冲腔(15)周向内壁上的贴合部(151)呈平面状。

3.根据权利要求2所述的冲击器，其特征在于，内缸套(16)的周向外壁与外缸套(1)的周向内壁之间合围形成所述气道(14)，且内缸套(16)的一端沿周向开设有若干连通气道(14)与供气总成(12)的进气口(161)，另一端沿周向开设有若干连通气道(14)与储气槽(131)的出气口(162)。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的冲击器，其特征在于，活塞(13)内沿轴向开设有排气通道(132)，供气总成(12)包括具有导向杆(1211)的阀座(121)，活塞(13)朝向阀座(121)的一端围绕排气通道(132)开设有呈碗状的导流槽(133)，导向杆(1211)伸入排气通道(132)且周向外壁与排气通道(132)的周向内壁相贴合。

5.根据权利要求4所述的冲击器，其特征在于，导流槽(133)靠近槽底壁的周向内侧壁呈弧面状。

6.根据权利要求4所述的冲击器，其特征在于，导流槽(133)的槽口呈扩口状，且导流槽(133)的槽口周向内壁呈弧面状。