带有中心配气管的正循环风动潜孔锤

本发明涉及一种钻探用气动冲击器，适用于针对硬岩快速钻进的各类钻孔。

背景技术：

1、正循环风动潜孔锤是最为高效的硬岩钻进机具之一，其以压缩空气为动力介质，具有结构简单，制造成本低，钻进效率高等显著优点，正循环风动潜孔锤被广泛应用于露天矿山爆破孔、油气井、地热井等钻井领域。但现有的正循环风动潜孔锤具有内缸，导致径向尺寸被占用，潜孔锤外管厚度薄、活塞直径及端面有效受力面积减小，存在外管磨损失效、容易发生活塞断裂、冲击功率和频率偏小等问题，且其组成部件较多，加工复杂，导致风动潜孔锤性能和寿命较低、加工成本偏高。

2、中国专利文献cn216240401u公开了一种潜孔冲击器，如图1所示，冲击器主要包括有外缸200和活塞100，外缸200与活塞100之间夹装有缸套300，活塞上腔500中心部设置有泄压管筒400(用于活塞100下移到泄压管筒400下方时，活塞上腔500排气)，活塞100为一尖嘴型，活塞下部由缩颈段形成了活塞下腔600。该专利记载的潜孔冲击器取消了内缸，结构简单，避免了带内缸的潜孔锤的问题，但是由于活塞下腔600是由活塞下部削去部分留下的空间，活塞受力面积仅为活塞下部缩颈截面，活塞举升较慢，活塞运动频率较低，冲击效率低，另外，由于其设置了缸套300用于与外缸200之间形成引入高压气体的进气通道，导致在潜孔锤一定外径限制下外缸200壁厚较薄，在使用过程中外缸200因在钻屑冲蚀及与地层摩擦过程快速磨蚀失效，导致冲击器使用寿命较短。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种正循环风动潜孔锤，它能提高冲击频率和冲击能量，且能显著增加外缸厚度，使用寿命长。

2、本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括上接头、外缸、衬套、半圆卡、花键套和钻头；所述上接头与外缸螺纹连接，外缸下端通过螺纹与花键套连接，钻头的钻头体花键与花键套上的花键槽配合，半圆卡卡在钻头体花键上部的环形槽内，并挡在花键套的顶面，对钻头轴向限位，衬套放置在半圆卡顶面；

3、还包括逆止阀、中心配气管、活塞和尾管，上接头下部扩孔后形成扩孔锥面，在上接头下部扩孔内装有逆止阀，中心配气管顶部帽沿与外缸形成过盈配合，活塞滑动间隙配合装于外缸内，中心配气管管柱滑动密封插入在活塞中心孔内，中心配气管底部封口、底面上方侧壁开有通气口；活塞底部中心孔密封嵌入尾管，尾管延伸段插入钻头中心孔内，活塞下部中心孔经尾管通孔与钻头中心孔连通，活塞上腔由外缸内壁、中心配气管外壁及中心配气管顶部盖沿构成；活塞下腔由外缸内壁、衬套顶面、钻头顶面和与尾管外壁构成；活塞下底面冲击接触钻头顶面。

4、本发明的技术效果是：

5、本发明采用中心配气管引入高压气体并在活塞上布置流道，取消了缸套及其外围的配气结构，简化了潜孔锤结构，外缸壁厚显著增加，其抗磨蚀能力增强，使用寿命增加；由于本发明的活塞为圆柱体，抗冲击能力增大，且活塞上腔和活塞下腔受力面积相等，与现有的潜孔锤相比，在相同外径情况下活塞受力面积显著增大，活塞运动加速度和速度显著增大，使得活塞冲击频率和冲击末速度增大，冲击能大幅提高。且取消了缸套，避免了缸套自身的故障。

技术特征：

1.一种带有中心配气管的正循环风动潜孔锤，包括上接头(1)、外缸(5)和钻头(11)；所述上接头(1)与外缸(5)连接，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的带有中心配气管的正循环风动潜孔锤，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的带有中心配气管的正循环风动潜孔锤，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的正循环风动潜孔锤，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种正循环风动潜孔锤，它包括逆止阀、中心配气管、活塞和尾管，在上接头下部扩孔内装有逆止阀，中心配气管顶部帽沿与外缸形成过盈配合，活塞滑动间隙配合装于外缸内，中心配气管管柱滑动密封插入在活塞中心孔内，中心配气管底部封口、底面上方侧壁开有通气口；活塞底部中心孔密封嵌入尾管，尾管延伸段插入钻头中心孔内，活塞下部中心孔经尾管通孔与钻头中心孔连通，活塞上腔由外缸内壁、中心配气管外壁及中心配气管顶部盖沿构成；活塞下腔由外缸内壁、衬套顶面、钻头顶面和与尾管外壁构成；活塞下底面冲击接触钻头顶面。本发明的技术效果是：结构简单，提高了冲击器寿命，增大了冲击频率和冲击能量。技术研发人员：罗永江,王兴,王思成,胡千庭受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4