专利名称：一种反向冲击的气动冲击器的制作方法
技术领域：
本发明涉及水平定向钻机所使用的一种扩孔钻具，特别涉及到水平定向钻机所使用的一 种气动反向冲击扩孔钻具。
背景技术：
目前，非开挖水平定向钻进铺设管线的方法得到了广泛应用，其铺管施工方法为利用 专门的水平定向钻机，以可控钻孔轨迹的方法在不同深度的地层钻出小口径导向孔，然后用 扩孔钻头换下导向钻头，根据铺设管径的要求，逐级扩孔以达到需要的孔径尺寸要求并铺设 管线。
采用水平定向钻机在地质条件较好的地层中铺设管线施工方法为首先采用一种非平衡 结构设计的切削钻具在地层中完成导向孔钻进，然后采用扩孔切削钻头对导向孔进行扩孔并 铺设管道，而对于在岩石、卵砾石等复杂地层中铺设管线时，上述施工方法效率低，钻具磨
损严重。中国专利200420069184. 9公开的水平定向钻机用气动冲击锤，在岩石、卵砾石等复 杂地层中进行导向孔钻进时，钻进速度快，效率高，但目前还没用一种十分有效的工具，对 岩石、卵砾石等复杂地层中的导向孔进行扩孔。
发明内容
本发明的目的在于提供水平定向钻机一种能对岩石、卵砾石等复杂地层中的导向孔进行 高效扩孔，且能对地下老旧管道进行破碎并扩孔一种反向冲击的气动冲击器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的其包括活塞缸、活塞、控制阀、钻头和
后封头，所述活塞缸为薄壁圆筒结构，通过螺纹及销与钻头和后封头相连接，后封头上设有 耳状结构用于回拖需要铺设的管线。
所述活塞为圆柱结构，置于活塞缸内，在活塞的一端的轴向设有圆柱孔与控制阀相配合，
3并在圆柱孔合适位置的径向设有通气小圆孔，活塞外径与活塞缸采用动配合，同样控制阀与 活塞轴向圆柱孔也采用动配合。
所述控制阀为阶梯圆筒结构，大圆筒端与活塞圆孔相配合，小圆筒端与钻头上的进气孔 螺纹相连接。
所述钻头有两种结构， 一种为在钻头切削面上安装有钻齿，另一种为在钻头切削面上安 装有破碎刀，在钻头轴向中心设有一个进气孔，在进气孔周围设有3-5个出气孔，钻头进气 孔内的螺纹与水平定向钻机的钻杆相连接。
反向气动冲击器属于低频、高冲击能量型气动冲击设备，其工作原理为反向气动冲击 器的钻头与水平定向钻机的钻杆相连，空压机通过钻杆向反向气动冲击器提供高压气体，并 通过钻杆向其提供回转运动，反向气动冲击器的活塞在高压气体的作用下，做往复运动，并 撞击钻头，提供冲击能，钻头冲击切削工作地层进行扩孔。
图1为本发明一实施例的整体结构示意图； 图2为本发明另一实施例的整体结构示意具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图l是一种用于对岩石、卵砾石等复杂地层中的导向孔进行扩孔的反向气动冲击器，而 图2是一种用于老旧管线破碎并扩孔的反向气动冲击器，两者的钻头结构不同， 一种为在钻 头切削面上安装有钻齿，另一种为在钻头切削面上安装有破碎刀。
参照图l、图2，本实施例包括活塞缸2 、活塞3 、控制阀4 、钻头5和后封头1，所 述活塞缸2通过螺纹及销与钻头5和后封头1相连接，所述活塞3置于活塞缸4内，所述控 制阀4采用螺纹和销与钻头5上的进气孔螺纹相连接，另一端与活塞圆孔相配合，所述钻头5有两种结构，分别用于导向孔扩孔和老旧管线破碎并扩孔。
气动冲击器在工作过程中，气室V2始终与高压气相通，而气室V3通过钻头5上的出气 孔始终与外界相通。工作开始时，活塞3与钻头5相接触，气动冲击器的气室V1、 V3与外界 相通，活塞3在压縮气体的作用下运动。当活塞3运动一定位置时，气室V1、 V2、 V3之间的 气体通道被控制阀4切断，活塞3在气室V2内的高压气作用下加速运动，而气室VI内的压 力逐渐升高。当活塞3运动一定位置时，气室V1与V2将相通而与气室V3切断，由于气室 VI内气体对活塞3的作用力大于气室V2，因此，活塞3的运动速度逐渐降低至零后向反向加 速运动。当活塞3反向运动至一定位置时，气室VI、 V2、 V3之间的气体通道被控制阀4切断， 活塞3在气室VI和V2压力差的作用下向反向继续加速运动。当活塞3运动至一定位置时， 气室V1、 V3与外界相通而与气室V2切断，气室V1和V3的压力将逐渐降低，但活塞3在惯 性力的作用继续运动并与钻头5碰撞，气动冲击器完成一个工作行程并继续下一个工作行程。
权利要求
1、一种反向冲击的气动冲击器，其包括活塞缸、活塞、控制阀、钻头和后封头，所述活塞缸为薄壁圆筒结构，与钻头和后封头相连接；所述活塞为圆柱结构，置于活塞缸内，在活塞的一端的轴向设有圆柱孔；所述控制阀为阶梯圆筒结构，大圆筒端与活塞圆柱孔采用动配合，小圆筒端与钻头上的进气孔螺纹相连接；所述钻头在其切削面上安装有钻齿，在其轴向中心设有一个进气孔，在进气孔周围设有3-5个出气孔，钻头进气孔内的螺纹与水平定向钻机的钻杆相连接。
2、 根据权利要求1所述的反向冲击的气动冲击器，其特征在于，所述反向冲击的气动冲击器的钻头的另一种结构为在钻头切削面上安装有破碎刀。
3、 根据权利要求1所述的反向冲击的气动冲击器，其特征在于，所述反向冲击的气动冲击器的活塞外径与活塞缸内径采用动配合。
4、 根据权利要求1所述的反向冲击的气动冲击器，其特征在于，所述反向冲击的气动冲击器的活塞缸与钻头和后封头采用螺纹与销相连接。
全文摘要
一种反向冲击的气动冲击器，其包括活塞缸、活塞、控制阀、钻头和后封头，所述活塞缸为薄壁圆筒结构，与钻头和后封头相连接；所述活塞为圆柱结构，置于活塞缸内，在活塞的一端的轴向设有圆柱孔；所述控制阀为阶梯圆筒结构，大圆筒端与活塞的圆柱孔相配合，小圆筒端与钻头上的进气孔螺纹相连接；所述钻头有两种结构，一种为在钻头切削面上安装有钻齿，另一种为在钻头切削面上安装有破碎刀，在钻头轴向中心设有一个进气孔，在进气孔周围设有3-5个出气孔，钻头进气孔内的螺纹与钻机钻杆相连接。本发明属于低频、高冲击能量型气动冲击设备，能对岩石、卵砾石等复杂地层中的导向孔进行高效扩孔，并能对地下老旧管道进行破碎并扩孔。
文档编号E21B10/32GK101666211SQ200910044399
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者徐海良, 赵宏强 申请人:中南大学