申请/专利权人：长江大学

申请日：2018-09-05

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109057706B

主分类号：E21B4/14

分类号：E21B4/14;E21B4/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.01.15#实质审查的生效;2018.12.21#公开

摘要：本发明涉及一种偏心式液压潜孔冲击器,属岩石破碎机械技术领域。它由上接头、下接头、外壳体、冲锤和钎头构成，外壳体内螺纹安装有逆止阀座，逆止阀座上通过阀杆和弹簧安装有阀帽，逆止阀座下方的外壳体内对称设置有支撑安装板，支撑安装板外表面通过叶轮轴安装有装有叶轮；支撑安装板内表面通过叶轮轴固装有传动盘。该液压冲击器结构简单，方便拆卸，使用方便，解决了现有工具结构复杂、操作复杂，冲击功小、能量利用率低等问题。该偏心式液压潜孔冲击器对提高钻进效率和钻孔质量，以及降低钻进成本具有积极的意义。

主权项：1.一种偏心式液压潜孔冲击器，它由上接头（1）、下接头（2）、外壳体（3）、冲锤（4）和钎头（5）构成，外壳体（3）的一端螺纹安装有上接头（1），外壳体（3）的另一端螺纹安装有下接头（2）；其特征在于：上接头（1）下方的外壳体（3）内螺纹安装有逆止阀座（6），逆止阀座（6）上通过阀杆（7）和弹簧（8）安装有阀帽（9），逆止阀座（6）下方的外壳体（3）内对称设置有支撑安装板（11），支撑安装板（11）外表面通过叶轮轴（12）安装有叶轮（13）；支撑安装板（11）内表面通过叶轮轴（12）固装有传动盘（14）；传动盘（14）之间偏心设置有传动轴销（15），支撑安装板（11）下方的外壳体（3）内通过导向套（16）安装有冲锤（4），冲锤（4）顶端设置有装配滑槽（17），冲锤（4）通过装配滑槽（17）和传动轴销（15）的配合与传动盘（14）连接，下接头（2）内设置有钎头（5），冲锤（4）与钎头（5）间歇接触连接；所述的阀杆（7）两侧的逆止阀座（6）上设置有液流孔（10）；所述的支撑安装板（11）对应的外壳体（3）内壁上轴向设置有卡槽；支撑安装板（11）通过卡槽安装在外壳体（3）内，支撑安装板（11）的顶部与逆止阀座（6）接触连接；所述的钎头（5）上装有保持环（18），所述的保持环（18）由两个对称设置的半圆环构成；所述的钎头（5）对应的下接头（2）内壁上设置有键槽，钎头（5）上设置有键齿，钎头（5）通过键齿与键槽的配合与下接头（2）滑动键连接；所述的钎头（5）底部均布有破碎齿（19），破碎齿（19）之间的钎头（5）上设置有水眼；所述的钎头（5）上设置有中心孔，中心孔经连通孔（20）与水眼连通。

全文数据：一种偏心式液压潜孔冲击器技术领域本发明涉及一种偏心式液压潜孔冲击器,属岩石破碎机械技术领域。背景技术现有液压潜孔冲击器主要分为四种类型：正作用、反作用、双作用以及由它们衍变产生的复合作用潜孔冲击器。上述四类潜孔冲击器中正作用和双作用虽然结构简单、性能稳定，有较好的耐背压特性，普遍被采用，但是它们都是直接由液体冲击冲锤表面，推动冲锤冲击作功，因此存在能量利用率低，冲击功小等严重缺陷。反作用液压潜孔冲击器，虽然冲击功大，能量利用率高；但是必须配备特有的蓄能器，才能达到理想的效果。发明内容本发明的目的在于：提供一种能大幅度提高钻进效率、钻孔质量和降低钻进成本；以解决解决现有工具冲击功小、能量利用率低等问题的偏心式液压潜孔冲击器。本发明的技术方案是：一种偏心式液压潜孔冲击器，它由上接头、下接头、外壳体、冲锤和钎头构成，外壳体的一端螺纹安装有上接头，外壳体的另一端螺纹安装有下接头；其特征在于：上接头下方的外壳体内螺纹安装有逆止阀座，逆止阀座上通过阀杆和弹簧安装有阀帽，逆止阀座下方的外壳体内对称设置有支撑安装板，支撑安装板外表面通过叶轮轴安装有装有叶轮；支撑安装板内表面通过叶轮轴固装有传动盘；传动盘之间偏心设置有传动轴销，支撑安装板下方的外壳体内通过导向套安装有冲锤，冲锤顶端设置有装配滑槽，冲锤通过装配滑槽和传动轴销的配合与传动盘连接，下接头内设置有钎头，冲锤与钎头间歇接触连接。所述的阀杆两侧的逆止阀座上设置有液流孔。所述的支撑安装板对应的外壳体内壁上设置有轴向设置有卡槽；支撑安装板通过卡槽安装在外壳体内，支撑安装板的顶部与逆止阀座接触连接。所述的钎头上装有保持环。所述的保持环由两个对称设置的半圆环构成。所述的钎头对应的下接头内壁上设置有键槽，钎头上设置有键齿，钎头通过键齿与键槽的配合与下接头滑动键连接。所述的钎头底部均布有破碎齿，破碎齿之间的钎头上设置有水眼。所述的钎头上设置有中心孔，中心孔经连通孔与水眼连通。本发明的有益效果在于：该偏心式液压冲击器结构简单，方便拆卸，使用方便，工作时，压力液推动叶轮转动，使传动盘与之一起转动，进而带动冲锤轴向上下运动，由此撞击钎头其中在导向套和保持环的作用下，实现冲锤与钎头的对心碰撞；以加速岩石的破碎，解决了现有工具结构复杂、操作复杂，冲击功小、能量利用率低等问题。该偏心式液压潜孔冲击器对提高钻进效率和钻孔质量，以及降低钻进成本具有积极的意义。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的冲锤的装配示意图；图3为本发明的传动盘的装配示意图；图4为本发明的逆止阀座的结构示意图；图5为图1中的A处放大示意图；图6为图1中的B处放大示意图。图中：1、上接头，2、下接头，3、外壳体，4、冲锤，5、钎头，6、逆止阀座，7、阀杆，8、弹簧，9、阀帽，10、液流孔，11、支撑安装板，12、叶轮轴，13、叶轮，14、传动盘，15、传动轴销，16、导向套，17、装配滑槽，18、保持环，19、破碎齿，20、连通孔。具体实施方式该偏心式液压潜孔冲击器由上接头1、下接头2、外壳体3、冲锤4和钎头5构成，外壳体3的一端螺纹安装有上接头1，外壳体3的另一端螺纹安装有下接头2；上接头1下方的外壳体3内螺纹安装有逆止阀座6，逆止阀座6上通过阀杆7和弹簧8安装有阀帽9，阀帽9与上接头1的中心孔下端口相贴合，以在工作中防止压力液倒吸，引起工具或者管柱发生堵塞现象；逆止阀座6呈圆盘状，阀杆7两侧的逆止阀座6上设置有液流孔10。逆止阀座6下方的外壳体3内对称设置有支撑安装板11，支撑安装板11对应的外壳体3内壁上轴向设置有卡槽；支撑安装板11通过卡槽安装在外壳体3内，支撑安装板11的顶部与逆止阀座6接触连接，从而实现支撑安装板11的轴向固定，由于支撑安装板11的安装并将逆止阀座6下方的外壳体3分割成3个相对独立的腔室。支撑安装板11外表面通过叶轮轴12安装有装有叶轮13；支撑安装板11内表面通过叶轮轴嵌装有传动盘14；传动盘14与叶轮轴12之间固定连接；工作中，叶轮13可通过叶轮轴12带动传动盘14同步转动。传动盘14之间偏心设置有传动轴销15，支撑安装板11下方的外壳体3内通过导向套16安装有冲锤4，冲锤4与导向套16键连接；冲锤4与导向套16之间保持有一定的间隙，以在工作中压力液能通过；冲锤4上端延伸至传动盘14之间，冲锤4顶部设置有装配滑槽17，装配滑槽17为长条孔。冲锤4通过装配滑槽17和传动轴销15的配合与传动盘14连接，装配滑槽17的目的是为装配滑槽17和传动轴销15预留一定的空间，以在工作中减小冲锤4的摆动幅度，以使冲锤4能垂直状上下运动。下接头2内设置有钎头5，钎头5对应的下接头2内壁上设置有键槽，钎头5上设置有键齿，钎头5通过键齿与键槽的配合与下接头2滑动键连接。钎头5上装有保持环18；保持环18由两个对称设置的半圆环构成，以在工作中对钎头5起一个扶中的作用；钎头5底部均布有合金材料的破碎齿19，破碎齿19之间的钎头5上设置有水眼；钎头5的中间部位设置有中心孔，中心孔经连通孔20与水眼连通。该偏心式液压潜孔冲击器通过上接头1连接于钻柱上，工作时，通过钻柱下到预定井深，这一过程中应避开套管和钻杆节头等处。工作过程中压力液经上接头1的中心孔进入并作用阀帽9端面上，，在压力液的压力作用下阀帽9压缩弹簧8下行，压力液从阀帽9四周进入外壳体3，再经逆止阀座6上设置的液流孔10分别冲击支撑安装板11外表面安装有装的叶轮13；从而使其转动，进而带动传动盘14同步转动。由于传动盘14之间偏心设置有传动轴销15，且冲锤4通过装配滑槽17和传动轴销15的配合与传动盘14连接，传动盘14随叶轮13同步转动的过程中通过传动轴销15带动冲锤4上下运动，由此间歇性的撞击钎头5，以加速岩石的破碎。具体为；传动轴销15随传动盘14转动至叶轮轴12下方时，冲锤4撞击钎头5；这一过程中；冲锤4在导向套16、保持环18和下接头2的作用下，与钎头5对心碰撞，完成一次凿岩钻孔。叶轮13继续转动，传动盘14同步转动；传动轴销15随传动盘14转动至叶轮轴12上方时，冲锤4回到初始状态。与此同时，在钻柱扭矩的作用下，钎头5转动一定范围，对岩石进行扭转破碎。随着叶轮13的转动，传动轴销15带动冲锤4周而复始的撞击钎头5，并在钻柱的扭矩作用下，完成凿岩钻孔任务。在冲锤4而复始的撞击钎头5的过程中，完成冲击叶轮13的压力液经进入至钎头5的中心孔，然后经连通孔20由水眼喷出，由此配合破碎齿19提高破岩效果。该偏心式液压冲击器结构简单，方便拆卸，使用方便，解决了现有工具结构复杂、操作复杂，冲击功小、能量利用率低等问题。该偏心式液压潜孔冲击器对提高钻进效率和钻孔质量，以及降低钻进成本具有积极的意义。

权利要求：1.一种偏心式液压潜孔冲击器，它由上接头（1）、下接头（2）、外壳体（3）、冲锤（4）和钎头（5）构成，外壳体（3）的一端螺纹安装有上接头（1），外壳体（3）的另一端螺纹安装有下接头（2）；其特征在于：上接头（1）下方的外壳体（3）内螺纹安装有逆止阀座（6），逆止阀座（6）上通过阀杆（7）和弹簧（8）安装有阀帽（9），逆止阀座（6）下方的外壳体（3）内对称设置有支撑安装板（11），支撑安装板（11）外表面通过叶轮轴（12）安装有装有叶轮（13）；支撑安装（11）板内表面通过叶轮轴（12）固装有传动盘（14）；传动盘（14）之间偏心设置有传动轴销（15），支撑安装板（11）下方的外壳体（3）内通过导向套（16）安装有冲锤（4），冲锤（4）顶端设置有装配滑槽（17），冲锤（4）通过装配滑槽（17）和传动轴销（15）的配合与传动盘（14）连接，下接头（2）内设置有钎头（5），冲锤（4）与钎头（5）间歇接触连接。2.根据权利要求1所述的一种偏心式液压潜孔冲击器，其特征在于：所述的阀杆（7）两侧的逆止阀座（6）上设置有液流孔（10）。3.根据权利要求1所述的一种偏心式液压潜孔冲击器，其特征在于：所述的支撑安装板（11）对应的外壳体（3）内壁上设置有轴向设置有卡槽；支撑安装板（11）通过卡槽安装在外壳体（3）内，支撑安装板（11）的顶部与逆止阀座（6）接触连接。4.根据权利要求1所述的一种偏心式液压潜孔冲击器，其特征在于：所述的钎头（5）上装有保持环（18），所述的保持环（18）由两个对称设置的半圆环构成。5.根据权利要求4所述的一种偏心式液压潜孔冲击器，其特征在于：所述的钎头（5）对应的下接头（2）内壁上设置有键槽，钎头（5）上设置有键齿，钎头（5）通过键齿与键槽的配合与下接头（2）滑动键连接。6.根据权利要求5所述的一种偏心式液压潜孔冲击器，其特征在于：所述的钎头（5）底部均布有破碎齿（19），破碎齿（19）之间的钎头（5）上设置有水眼。7.根据权利要求6所述的一种偏心式液压潜孔冲击器，其特征在于：所述的钎头（5）上设置有中心孔，中心孔经连通孔（20）与水眼连通。

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