深孔作业潜孔冲击器的制作方法

本发明涉及一种潜孔冲击器，具体的说涉及一种高可靠易维护深孔作业潜

孔冲击器，属于矿山机械技术领域。

背景技术：

当前市场快速潜孔冲击器主要应用于矿山爆破，水井地源，开山填海工程等，

市场对产品的效率要求越来越高。

常规型的冲击器主要靠内缸及活塞的配气作用实现冲击器的冲击做功，以常规的A系列为例，活塞除了中间一个通孔外，本身无其他孔存在与活塞中间，活塞的上下移动依靠内缸与活塞外圆气道配合，从而使活塞在前后室间形成往复运动，活塞运动的高压气体通过内缸与外管之间的空腔进入活塞的前后室。

另外，常规冲击器的逆止阀一般安装在上接头内测，如需更换逆止阀及弹簧等部件，只能拆除上接头，而使用过程种上接头受旋转力的作用，与外管配合紧密，拆卸困难；此外，常规冲击器的调气塞为单一部件，调节过气量需取出进行更换，同样费时费力；再者，常规冲击器均无限压装置，一旦用户的使

用压力过高，大幅增加了冲击器活塞损坏率，造成较大经济损失及工期影响。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种结构简单紧凑，便于维护，提高过气效率，

且内供气方式也对水井作业时的阻塞有了一定程度的避免的高可靠易维护深孔作业潜孔冲击器。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

深孔作业潜孔冲击器，包括上接头、外管和钻头，外管内安装有中心通气管配气装置和活塞，中心通气管配气装置将上接头与活塞连通，上接头内设置有逆止阀定位装置和多组用于控制工作压力的限压装置，中心通气管配气装置的末端设置有用于排渣控制风量的通气量自动调节装置，高压气体通过上接头与中心通气管配气装置实现活塞的高频高速往复做功运动。

以下是本发明对上述方案的进一步优化：

逆止阀定位装置包括设置在上接头内的长通道，长通道内靠近锥螺纹端面的位置设置有逆止阀，长通道内与逆止阀端部相对应的位置设置有配合台阶，配合台阶处安装有与逆止阀配合的密封碗座。

进一步优化：逆止阀的另一端套设有逆止阀弹簧，并伸入到弹簧座内，弹簧座上设置有多个用于过气的过气通道，弹簧座通过台阶定位于长通道内。

进一步优化：限压装置包括以一定倾斜角度设置并将外部与长通道连通的台阶孔，台阶孔内通过限压弹簧将密封球压至在台阶处，限压弹簧的另一端通过限压弹簧座进行定位及调节弹力大小；

进一步优化：限压弹簧座与上接头之间通过螺纹连接，限压弹簧座的中心设置有中心小孔，限压弹簧座的外侧设置有用于防止限压弹簧座松动的孔用弹簧挡圈。

进一步优化：限压装置的中心轴线与冲击器轴线的夹角位于30-50度之间，排出的气体可用于二次辅助排渣。

进一步优化：通气量自动调节装置包括内部设置有弹簧定位孔截面为U字形的密封阀，密封阀的一端设置有台阶，密封阀的另一端位于弹簧座内。

进一步优化：密封阀的外圆周面为与弹簧座配合的圆柱面，圆柱面上设置有多排孔。

进一步优化：密封弹簧座的端部设置有用于定位密封弹簧座的挡圈。

进一步优化：中心通气管配气装置包括一端伸入上接头内通过销轴固定连接的中心通气管，中心通气管与上接头之间为紧密配合，配合间隙小于0.1mm，所述上接头与外管内壁非螺纹段为紧密配合，配合间隙小于0.1mm。

所述逆止阀定位装置和限压装置在使用时，高压气体进入上接头后，高压气体压缩逆止阀的弹簧，开启逆止阀，之后高压气体通过弹簧座的多个过气通道进入中心通气管内，当高压气体的压力未超过许用压力时，限压装置位于密封状态；当高压气体的压力超过许用压力时，密封球被推开，高压气体通过密封球的侧面空隙和弹簧座的小孔排出冲击器外，进行降压。

所述通气量自动调节装置在使用时，高压气体进入中心通气管时，当气体压力超过设定值时，此时无需增大排渣风量，高压气体压缩密封阀完全进入密封弹簧座内，气体完全从长条过气通道排出，随着钻井米数的不断增加，冲击器的实际使用压力逐步降低；当降低至一定阶段，使用压力小于弹簧在该阶段推力时，弹簧推动密封阀位移一定距离，此时露出第一排孔，高压气体通过第一排孔分流部分气体进行排渣；当使用再次压力降低至一定阶段时，弹簧继续推动密封阀位移，根据位移大小露出第二排、第三排孔等，间接增大了排渣孔的过气面积，达到增大过气量的目的。

本发明采用活塞自配气原理，无内缸的设计，通过新型逆止阀定位装置无需拆卸上接头即可更换相应逆止阀及弹簧等附件，通过通气量自动调节装置无需拆机更换调气塞即可实现排渣风量的自动调节，通过限压装置可以自动泄压，保证冲击器在合理的工作压力下工作，结构紧凑简单，便于维护，提高了过气效率，且内供气方式也对水井作业时的阻塞有了一定程度的避免，扩大了使用范围，增加了冲击器的使用寿命。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明实施例潜孔冲击器的结构示意图；

附图2是本发明实施例逆止阀定位装置和限压装置的结构示意图；

附图3是本发明实施例限压装置的密封状态图；

附图4是本发明实施例限压装置的泄压状态图；

附图5是本发明实施例通气量自动调节装置的结构示意图；

附图6是本发明实施例通气量自动调节装置的高压状态图；

附图7是本发明实施例通气量自动调节装置的低压状态图；

附图8是本发明实施例通气量自动调节装置的低压状态图；

附图9是本发明实施例通气量自动调节装置的低压状态图。

图中：1-上接头；2-逆止阀；3-逆止阀弹簧；4-弹簧座；5-中心通气管；6-通气量自动调节装置；7-活塞；8-外管；9-前室；10-后室；11-钻头；12-销轴；13-导向套；14-卡环；15-下接头；16-限压装置；51-长条过气通道；71-第一配气通道；72-第二配气通道；73-中心通道；101-弹性挡圈；102-密封碗座；103-O形密封圈；104-配合台阶；105-台阶；106-过气通道；201-孔用弹簧挡圈；202-限压弹簧座；203-限压弹簧；204-密封球；205-台阶孔；601-密封阀；602-密封弹簧；603-密封弹簧座；604-挡圈；605-圆柱面；606-孔。

具体实施方式

实施例，如图1、图2、图5所示，深孔作业潜孔冲击器，包括上接头1、外管8和钻头11，外管8内安装有中心通气管配气装置和活塞7，中心通气管配气装置将上接头1与活塞7连通，上接头1内设置有逆止阀定位装置和多组用于控制工作压力的限压装置16，中心通气管配气装置的末端设置有用于排渣控制风量的通气量自动调节装置，高压气体通过上接头1与中心通气管配气装置实现活塞7的高频高速往复做功运动。

所述逆止阀定位装置包括设置在上接头1内的长通道，长通道内靠近锥螺纹端面的位置设置有与上接头1同轴设置的逆止阀2，长通道内与逆止阀2端部相对应的位置设置有配合台阶104，配合台阶104处安装有与逆止阀2配合的密封碗座102，密封碗座102与长通道之间通过O形密封圈103密封。

所述长通道内位于密封碗座102外侧的位置设置有用于限位密封碗座102的弹性挡圈101。

所述逆止阀2的另一端套设有逆止阀弹簧3，并伸入到弹簧座4内，弹簧座4上设置有多个用于过气的过气通道106，弹簧座4通过台阶105定位于长通道内。

所述过气通道106为铣槽式或通孔式通道。

所述逆止阀2在更换时，只需拆掉弹性挡圈101，然后依次取出密封碗座102、逆止阀2、逆止阀弹簧3和弹簧座4即可，无需拆除上接头1，方便快捷。

所述限压装置16包括以一定倾斜角度设置并将外部与长通道连通的台阶孔205，台阶孔205内通过限压弹簧203将密封球204压至在台阶处，限压弹簧203的另一端通过限压弹簧座202进行定位及调节弹力大小。

所述限压弹簧座202与上接头1之间通过螺纹连接，限压弹簧座202的中心设置有中心小孔，限压弹簧座202的外侧设置有用于防止限压弹簧座202松动的孔用弹簧挡圈201。

所述限压装置16的中心轴线与冲击器轴线的夹角位于30-50度之间，排出的气体可用于二次辅助排渣。

所述中心通气管配气装置包括一端伸入上接头1内通过销轴12固定连接的

中心通气管5，中心通气管5的另一端伸入在活塞7的中心通道73内，通气量自动调节装置设置在中心通气管5的端部上。

所述通气量自动调节装置包括内部设置有弹簧定位孔截面为U字形的密封阀601，密封阀601的一端设置有台阶，密封阀601的另一端位于弹簧座603内。

所述密封阀601的外圆周面为与弹簧座603配合的圆柱面605，圆柱面605上设置有多排孔606，

所述弹簧定位孔内设置有密封弹簧602，位于密封阀601与密封弹簧座603之间。

所述孔606的孔径、数量、排数可根据使用要求调整使用。

所述密封弹簧座603的端部设置有用于定位密封弹簧座603的挡圈604。

所述中心通气管5上靠近通气量自动调节装置的位置设置有多个长条过气通道51。

所述中心通气管5与上接头1之间为紧密配合，配合间隙小于0.1mm，所述上接头1与外管8内壁非螺纹段为紧密配合，配合间隙小于0.1mm，这样可以有效保证中心通气管与活塞配合的同轴度符合要求。

所述外管8内上接头1与活塞7之间形成后室10，外管8内位于活塞7一侧的位置设置有导向套13，活塞7与导向套13之间形成前室9。

所述活塞7上间隔一定距离倾斜设置有用于配气的第一配气孔道71和第二配气孔道72，并分别与中心通道73连通。

所述长条过气通道51的轴向长度小于活塞7内第一配气孔道71和第二配气孔道72之间的轴向距离。

所述导向套13为钢件，导向套13的外表面设有4-6道的O形密封圈槽便于导向套的定位和密封，导向套13的轴向定位为钢丝卡环式。

所述活塞7的下端通过导向套13与钻头11接触，导向套13与钻头11之间设置有卡环14，钻头11通过下接头15安装在外管8内。

所述卡环14为双半圆式，内圈为双面圆弧状结构，与钻头11具有更好的配合效果。

所述活塞7与钻头11轴心上分别设置有用于强吹的中心通道73，并在活塞7下行与钻头11接触时连通。

所述外套管8的两端和内部对称设计，在一端磨损较大时可切换上下方向使用，提到整体的使用寿命。

所述逆止阀定位装置和限压装置16在使用时，如图3、图4所示，高压气体进入上接头1后，高压气体压缩逆止阀2的弹簧3，开启逆止阀2，之后高压气体通过弹簧座4的多个过气通道106进入中心通气管5内，当高压气体的压力未超过许用压力时，限压装置16位于密封状态；当高压气体的压力超过许用压力时，密封球204被推开，高压气体通过密封球204的侧面空隙和弹簧座202的小孔排出冲击器外，进行降压。

所述通气量自动调节装置在使用时，如图6、图7、图8、图9所示，高压气体进入中心通气管5时，当气体压力超过设定值时，此时无需增大排渣风量，高压气体压缩密封阀601完全进入密封弹簧座603内，气体完全从长条过气通道51排出，随着钻井米数的不断增加，冲击器的实际使用压力逐步降低；当降低至一定阶段，使用压力小于弹簧602在该阶段的推力时，弹簧602推动密封阀601位移一定距离，此时露出第一排孔，高压气体通过第一排孔分流部分气体进行排渣；当压力再次降低至一定阶段时，弹簧602继续推动密封阀601位移，根据位移大小露出第二排、第三排孔等，间接增大了排渣孔的过气面积，达到增大过气量的目的。

正常作业使用时，当高压气体进入上接头1后，高压气体压缩逆止阀2的弹簧3，开启逆止阀2，之后高压气体通过弹簧座4的多个过气通道106进入中心通气管5内，同时通过限压装置16进行自动调压，通气量自动调节装置6通过气体的压力调整密封阀601的位置进行排渣，同时高压气体通过中心通气管5的长条过气通道51进入活塞7上的第一配气孔道71、第二配气孔道72内；当活塞7下行，长条过气通道51位于活塞7上端时，长条过气通道51与第二配气孔道72连通，高压气体通过第二配气孔道72进入前室9，从而推动活塞7上行，当活塞7上行，长条过气通道51位于活塞7中部时，高压气体通过第一配气孔道71进入后室10内，从而推动活塞7下行，循环往复，利用活塞7位于在外管8内的不同位置，实现高压气体通过第一配气孔道71、第二配气孔道72进入活塞配气的前室9和后室10，实现活塞的高频高速往复做功运动。

当需要强吹作业时，冲击器提离孔低，钻头11落下，活塞7跟随钻头11落至强吹位置，此时，长条过气通道51位于后室10内，高压气体通过长条过气通道51直接进入后室10，之后通过活塞7的第一配气孔道71进入中心通道73，直接排出冲击器外，实现强吹功能。

所述本发明可通过更换导向套13、外套管8、卡环14、下接头15等四个部件从而配用不同连接形式的钻头，如DHD系列、QL系列、SD系列、Mission系列等，具有良好的配件通用性和可操作性，实现一种配气结构配用多种规格钻头，扩大了使用范围。

本发明采用活塞自配气原理，无内缸的设计，通过新型逆止阀定位装置无需拆卸上接头即可更换相应逆止阀及弹簧等附件，通过通气量自动调节装置无需拆机更换调气塞即可实现排渣风量的自动调节，通过限压装置可以自动泄压，保证冲击器在合理的工作压力下工作，结构紧凑简单，便于维护，提高了过气效率，且内供气方式也对水井作业时的阻塞有了一定程度的避免，扩大了使用范围，增加了冲击器的使用寿命。