近钻头轴向冲压振动器制造技术

本发明专利技术提供了一种近钻头轴向冲压振动器，涉及钻探机具，包括上接头、外缸、冲锤、砧子，花键套，其中外缸与上接头连接，砧子位于冲锤内，冲锤与上接头之间设置有弹簧，冲锤受到液体冲击力和弹力的作用，在轴向上进行往复运动，间歇性地冲击砧子，实现钻孔，本发明专利技术结构简单、无阀结构，总体坚固可靠，使用寿命长，而且流体压力工作腔内流体压力较大时，冲击器处于冲击间歇，此时砧子在高压流体的作用下仍可为钻头提供瞬时压力脉冲，钻头上有效作用力时间增长，进一步提高了碎岩效率，且比常规冲击器更有利于解卡。于解卡。于解卡。

【技术实现步骤摘要】
近钻头轴向冲压振动器


[0001]本专利技术涉及钻探机具，特别涉及一种近钻头轴向冲压振动器。

技术介绍

[0002]随着钻探行业的发展，钻孔技术要求也随之越来越高。冲击回转钻进技术因具有钻进效率高、适用范围广、单钻头寿命长等优点而被广泛应用，此外，该技术还能有效减少甚至避免钻进过程中的堵心、“打滑”和孔斜现象。冲击器是冲击回转钻进的核心部件，其按驱动介质类型可分为液动冲击器和气动冲击器。相比于气动冲击器，液动冲击器因原理简单，适用范围广，操作相对安全，而备受工程应用领域青睐。
[0003]目前常规液动冲击器具有以下不足之处：
①
结构复杂，零部件数量多；
②
冲击能较小，且冲击频率低，解卡能力有限；
③
冲击瞬间可显著提高瞬时钻压，但冲击间歇孔底钻压低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种近钻头轴向冲压振动器，其目的是为了解决现有冲击器具结构复杂，解卡能力有限的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种近钻头轴向冲压振动器，包括：
[0006]上接头，在轴向上设置有上接头中心流体通道；
[0007]外缸，螺接于上接头的下端；
[0008]冲锤，位于所述外缸内并与所述外缸的内壁形成流体环空通道，所述冲锤套设于所述上接头，且冲锤与所述上接头的下端面之间产生使冲锤沿上接头轴向运动的弹力，所述冲锤靠近所述上接头的一侧还设置有流体径向输出通道，所述流体径向输出通道连通所述上接头中心流体通道和流体环空通道，所述冲锤沿轴向方向还设置有流体压力工作腔；
[0009]砧子，包括振荡部和设置在所述振荡部下方延长部，所述砧子设置在所述流体压力工作腔内，所述砧子可在流体压力工作腔内沿上接头的轴向方向运动，所述振荡部包括射流切换腔，所述射流切换腔连通有与流体压力工作腔相连通的振荡入口，射流切换腔还连通有连通砧子中心流体通道的振荡出口，所述砧子中心流体通道设置在所述延长部的轴向方向上；
[0010]所述花键套，设置在所述外缸的底端，所述延长部穿过花键套伸出外缸，所述花键套限制所述砧子伸出外缸的长度。
[0011]优选的，所述上接头包括第一变径段、第二变径段和第三变径段，所述第一变径段和第三变径段分别设置在第二变径段的两端，所述第一变径段用于连接钻柱，所述第三变径段用螺接所述外缸，所述第三变径段的直径小于所述第二变径段的直径以形成供外缸抵接的第一变径台阶。
[0012]优选的，所述第三变径段的下方还设置有第四变径段，所述第四变径段外套设有弹簧和调整垫片，所述调整垫片位于所述弹簧的下方，所述冲锤自下而上的将调整垫片和
弹簧抵接在所述第二变径台阶上，所述上接头中心流体通道贯穿所述第一变径段、第二变径段、第三变径段和第四变径段。
[0013]优选的，所述流体压力工作腔包括用于连接上接头的第一腔体和用于液体施加冲击力的第二腔体，所述第一腔体位于第二腔体的上方且第一腔体的直径小于第二腔体的直径，所述第一腔体与第二腔体的连接处形成冲锤台阶面。
[0014]优选的，所述延长部靠近振荡部的一侧形成有砧子中上台阶面，所述砧子在振荡出口以下至砧子中上台阶面以上的区域内外轮廓为扁圆形以与流体压力工作腔的内壁形成流体弓形截面通道，所述延长部在所述砧子中心流体通道处还设置有砧子输入通道，所述砧子输入通道设置在延长部的径向方向，所述砧子输入通道连通所述砧子中心流体通道和振荡出口，所述砧子中上台阶面以下和振荡出口以上的外轮廓为圆形。
[0015]优选的，所述延长部还设置有砧子中下台阶面，所述砧子中下台阶面位于所述砧子中上台阶面的下方，所述砧子中下台阶面用于与花键套的上端面抵接以限制砧子的最低行程，所述砧子中上台阶面用于与冲锤的下端面抵接以限制砧子的最高行程。
[0016]优选的，所述流体径向输出通道均布设置2
‑
4个。
[0017]本专利技术的上述方案有如下的有益效果：
[0018]本专利技术结构简单、无阀结构，总体坚固可靠，使用寿命长，而且流体压力工作腔内流体压力较大时，冲击器处于冲击间歇，此时砧子在高压流体的作用下仍可为钻头提供瞬时压力脉冲，钻头上有效作用力时间增长，进一步提高了碎岩效率，且比常规冲击器更有利于解卡。
附图说明
[0019]附图1为本专利技术的近钻头轴向冲压振动器的结构图；
[0020]附图2为图1中A—A剖面图；
[0021]附图3为图1中B—B剖面图；
[0022]附图4为图1中C—C剖面图；
[0023]附图5为图1中D—D剖面图；
[0024]【附图标记说明】
[0025]1上接头，2弹簧，3调整垫片，4外缸，5冲锤，6砧子，7花键套，8振荡盖板。
[0026]Ⅰ‑
上接头中心流体通道；
Ⅱ‑
流体径向输出通道；
Ⅲ‑
流体压力工作腔；
Ⅳ‑
振荡出口；
Ⅴ‑
砧子输入通道；
Ⅵ‑
砧子中心流体通道；
Ⅶ‑
流体环空通道；
Ⅷ‑
流体弓形截面通道。
[0027]a：冲锤台阶面；b：砧子中上台阶面；d：砧子中下台阶面。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0029]如图1
‑
5所示，本专利技术的实施例提供了一种近钻头轴向冲压振动器，包括上接头1、弹簧2、调整垫片3、外缸4、冲锤5、砧子6和花键套7，其中上接头1在其轴向上设置有上接头中心流体通道Ⅰ，该中心流体通道贯穿上接头1，上接头1的下端螺接有外缸4。冲锤5位于外缸4内，并且冲锤5与外缸4的内壁形成流体环空通道
Ⅶ
，冲锤5套设在上接头1上，并且可以
在上接头1的轴向方向进行移动。冲锤5与上接头1的下端面之间存在可调节的弹力，该弹力是冲锤5沿上接头1轴向运动的动力源之一，冲锤5靠近上接头1一侧还设置有流体径向输出通道Ⅱ，流体径向输出通道Ⅱ与上接头1的轴向垂直，流体径向输出通道Ⅱ设置有二至四个，流体径向输出通道Ⅱ可以连通上接头中心流体通道Ⅰ和流体环空通道
Ⅶ
。进一步的，冲锤5沿着轴向方向还设置有流体压力工作腔Ⅲ。当冲锤5位于最低行程时，流体径向输出通道Ⅱ低于上接头中心流体通道Ⅰ的最下端。
[0030]前述的砧子6包括振荡部和设置在振荡部下方的延长部，砧子6设置在流体压力工作腔Ⅲ内，砧子6可以在流体压力工作腔Ⅲ内沿着上接头1的轴向方向运动，具体来说，振荡部包括射流切换腔，射流切换腔由振荡盖板8和振荡底板围绕而成，射流切换腔为矩形体，振荡盖板8呈门字形，在振荡盖板8和振荡底板上分别设置有振荡出口Ⅳ，在振荡盖板8的顶端设置有振荡入口，射流切换腔连通振荡入口，振荡入口与流体压力工作腔Ⅲ相连通，延长部上还设置有砧子中心流体通道
Ⅵ
，砧子中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.近钻头轴向冲压振动器，其特征在于，包括：上接头(1)，在轴向上设置有上接头中心流体通道(Ⅰ)；外缸(4)，螺接于上接头(1)的下端；冲锤(5)，位于所述外缸(4)内并与所述外缸(4)的内壁形成流体环空通道(
Ⅶ
)，所述冲锤(5)套设于所述上接头(1)，且冲锤(5)与所述上接头(1)的下端面之间产生使冲锤(5)沿上接头(1)轴向运动的弹力，所述冲锤(5)靠近所述上接头(1)的一侧还设置有流体径向输出通道(Ⅱ)，所述流体径向输出通道(Ⅱ)连通所述上接头中心流体通道(Ⅰ)和流体环空通道(
Ⅶ
)，所述冲锤(5)沿轴向方向还设置有流体压力工作腔(Ⅲ)；砧子(6)，包括振荡部和设置在所述振荡部下方延长部，所述砧子(6)设置在所述流体压力工作腔(Ⅲ)内，所述砧子(6)可在流体压力工作腔(Ⅲ)内沿上接头(1)的轴向方向运动，所述振荡部包括射流切换腔，所述射流切换腔连通有与流体压力工作腔(Ⅲ)相连通的振荡入口，射流切换腔还连通有连通砧子中心流体通道(
Ⅵ
)的振荡出口(Ⅳ)，所述砧子中心流体通道(
Ⅵ
)设置在所述延长部的轴向方向上；所述花键套(7)，设置在所述外缸(4)的底端，所述延长部穿过花键套(7)伸出外缸(4)，所述花键套(7)限制所述砧子(6)伸出外缸(4)的长度。2.根据权利要求1所述的近钻头轴向冲压振动器，其特征在于：所述上接头(1)包括第一变径段、第二变径段和第三变径段，所述第一变径段和第三变径段分别设置在第二变径段的两端，所述第一变径段用于连接钻柱，所述第三变径段用螺接所述外缸(4)，所述第三变径段的直径小于所述第二变径段的直径以形成供外缸(4)抵接的第一变径台阶。3.根据权利要求2所述的近钻头轴向冲压振动器，其特征在于：所述第三变径段的下方还设置有第四变径段，所述第四变径段外套设有弹簧(2)和调整垫片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫鑫，杨佳乐，李奋强，粟琼玉，邓拓，
申请(专利权)人：湖南省工程地质矿山地质调查监测所，
类型：发明
国别省市：