具有多配流通道结构的气动冲击器

本发明属于钻探工具，具体涉及一种气动冲击器，适用于针对硬岩快速钻进的各类钻孔。

背景技术：

1、冲击回转钻进技术是目前硬岩钻进最为高效的工艺技术之一，以压缩空气作为动力介质的冲击器因其结构简单，使用寿命长等优点被广泛应用于各类硬岩地层钻进作业中。但目前的气动冲击器普遍采用正循环方式，存在钻进过程中现场粉尘大、大直径钻孔钻进排渣困难等问题。目前已有的反循环气动冲击器因其结构设计局限性，导致其活塞寿命较短、冲击末速度和单次冲击功率较低，钻进效率显著低于正循环气动冲击器，且反循环形成效果较差。

2、中国专利文献cn215761479 u于2022年2月8日公开了一种无内缸反循环冲击器，包括外缸，设于外缸内部的通气结构、采集结构；与外缸连接的接头；与接头下端卡接配气杆；分别与配气杆、外缸相配合的活塞；通气结构用于控制外缸内部输送的高压气体的气路开启或关闭；采集结构包括用于排渣的采集管，活塞套设于采集管上，采集管外壁套设有通气筛、逆止阀以及逆止阀弹簧，当外缸与活塞两端围成的前后腔窒气压发生变化，以使得活塞上下往返运动冲击活塞一端处的钻头钻进；配气杆内壁与采集管外壁，配气杆与接头之间设有密封结构，密封结构用于防止无内缸反循环冲击器泄压。

3、该专利活塞上下腔的配气流道主要通过活塞上加工的第一气道和第二气道实现配气，导致活塞截面积减小，活塞在高频冲击下容易发生断裂影响冲击器寿命。同时该冲击器下腔(第四腔室26)内活塞的受力面积只有局部的环状空间，受力面积小，导致其冲击频率和冲击末速度较低，减弱了冲锤冲击功，冲击效率仍然较低。

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气动冲击器，它能提高冲击器寿命，增大冲击频率和冲击能量，提高冲击效率。

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、钻头、半圆卡和花键套；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；

3、还包括逆止阀、调节垫、中心配气管、排渣管和活塞；在外缸内部装有中心配气管，中心配气管内部安装有排渣管，排渣管上部盖沿密封连接在中心配气管顶口；排渣管上段伸入上接头内孔，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，上接头下底端面与排渣管部盖沿面之间通过调节垫压接密封；活塞滑动间隙配合安装于外缸内壁与中心配气管外壁之间，活塞上腔由外缸内壁和中心配气管外壁及顶部翻边构成，活塞下腔由外缸内壁、钻头顶面和中心配气管外壁构成；中心配气管下端嵌入在钻头体顶口固定，排渣管中部凸环与中心配气管内壁密封接合，排渣管下端直通钻头芯部的排渣孔底密封固定，活塞下底面冲击接触钻头顶面。

4、本发明的技术效果是：

5、由于本发明通过合理设置了多个配流通道结构，使活塞下腔受力面积与活塞上腔基本一致，使活塞上腔和活塞下腔的气压震荡变化，带动活塞往复运动冲击钻头，活塞下腔受力面积显著增大，增大了冲击频率和冲击能量，提高了冲击效率；并通过在外缸上设置配气结构替代了活塞上开配气槽口，避免了活塞上开槽导致冲击活塞强度降低影响寿命的问题。

技术特征：

1.一种具有多配流通道结构的气动冲击器，包括上接头(1)、外缸(8)和钻头(9)，所述上接头(1)与外缸(8)连接，其特征在于，还包括：

2.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，

3.根据权利要求2所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的具有多配流通道结构的气动冲击器，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，

10.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具有多配流通道结构的气动冲击器，它包括中心配气管、逆止阀、调节垫、排渣管和活塞；在外缸内部装有中心配气管，中心配气管内部安装有排渣管，排渣管上部盖沿密封连接在中心配气管顶口；排渣管上段伸入上接头内孔，在上接头下部扩孔内装有逆止阀，活塞滑动间隙配合安装于外缸内壁与中心配气管外壁之间，活塞上腔由外缸内壁和中心配气管外壁及顶部翻边构成，活塞下腔由外缸内壁、钻头顶面和中心配气管外壁构成；中心配气管下端嵌入在钻头体顶口固定，排渣管下端直通钻头芯部的排渣孔底密封固定。本发明的技术效果是：提高了冲击器寿命，增大了冲击频率和冲击能量，提高了冲击效率。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