芯阀蓄能式液压潜孔锤的制作方法
【专利摘要】一种芯阀蓄能式液压潜孔锤，外壳（1）下部与下接头（6）之间采用刚性连接，设置在外壳（1）内的上锤体与下锤体之间采用刚性连接，在上锤体的上段和中段套装有锤簧（2），在下锤体的内腔中装配有芯阀（4）和阀簧（5），阀簧位于芯阀顶部的环状大头（9）与下锤体内腔的台阶（11）之间，所述的下接头（6）分上下两段，上段为筒状，筒的底部是锤击面，下段中央有排液孔（14），通过排液孔与带有内螺纹的底腔相通，所述的下锤体与装在其内的芯阀、阀簧和下接头的锤击面构成芯阀式阀控机构；它能克服已有技术中阀控机构存在的缺陷，使蓄能式液压潜孔锤阀控机构不受举锤过程的干扰。
【专利说明】芯阀蓄能式液压潜孔锤
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井机械领域，尤其是一种主要应用于岩心钻探、水井、石油钻井和矿山钻井工程冲击回转钻进技术的芯阀蓄能式液压潜孔锤。
【背景技术】
[0002]液压潜孔锤有正作用、反作用、双作用和复合作用等多种作用原理，蓄能式液压潜孔锤属反作用类型，例如:专利号为ZL200910094971.6的蓄能式液压潜孔锤。
[0003]蓄能式液压潜孔锤具有结构简单、能量利用率高、所需工作介质流量小、工作液压降低、冲击功相对较大、频率可调、额定工作流量范围内流量由小变大，工作液压降不变或变化很小等等显著优点。但由于其阀控机构中的套阀还同时兼有液压举升活塞时的缸套功能，是一种复合功能型阀控机构，因此在举锤过程中阀门的功能易受到含固体颗粒的劣质工作液或配合过紧的密封件的干扰，导致冲锤工作不稳定，中途停止冲击和停止冲击后阀门呈关闭而又不完全闭死的状态，排液阻力显著增大，工作液流从阀门与阀座间缝隙喷出的速度是正常排液速度的数十倍，高速喷射的含泥砂的工作介质很快将阀门和阀座间的闭合面冲蚀，以至阀门功能丧失等故障；上述问题制约了蓄能式液压潜孔锤的应用范围；研制一种完全不受举锤过程干扰的阀控机构是解决上述问题的关键。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种芯阀蓄能式液压潜孔锤，它能克服已有技术中阀控机构存在的缺陷，使蓄能式液压潜孔锤阀控机构不受举锤过程的干扰。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:
一种芯阀蓄能式液压潜孔锤，主要由外壳(I)、锤簧(2)、上锤体与下锤体构成的锤体
(3)、芯阀(4)、阀簧(5)、下接头(6)构成，外壳(I)下部与下接头(6)之间采用刚性连接；其特征在于:设置在外壳(I)内的上锤体与下锤体之间采用刚性连接，在上锤体的上段和中段套装有锤簧(2)，在下锤体的内腔中装配有芯阀(4)和阀簧(5)，并且芯阀(4)与下锤体内腔动配合，阀簧(5)位于芯阀(4)顶部的环状大头(9)与下锤体内腔的台阶(11)之间；所述的下接头(6)分上下两段，上段为筒状，筒的底部是锤击面，下段中央有排液孔
(14)，通过排液孔(14)与带有内螺纹的底腔相通，底腔通过内螺纹与钻具连接，内螺纹底腔的顶部有旁通孔(15)连通锤体(3)与外壳(I)之间的环形空间(10)，芯阀(4)下端面与排液孔(14)上端面构成阀门与阀座；
所述的下锤体与装在其内的芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)的锤击面构成芯阀式阀控机构；
所述的上锤体的上段与外壳(I)之间和下锤体的下段与下接头(6)上段筒状内壁之间均为动密封配合(7)。
[0006]所述的芯阀(4)呈T字形圆柱体，T字形圆柱体的中心有通液盲孔，盲孔侧面有排液槽(12)。[0007]所述的外壳(I)管壁上有旁通孔(15)，通过旁通孔(15)吸入和排出锤体(3)与外壳(I)之间环形空间(10)内的工作液。
[0008]所述的下锤体(3 )下段与外壳(I)下段动密封配合(7 )。
[0009]作为本发明的另一种技术方案:
一种芯阀蓄能式液压潜孔锤，主要由外壳(I)、端盖(16)、上锤簧座(17)、锤体(3)、锤簧(2)、下锤簧座(18)、芯阀(4)、阀簧(5)、下接头(6)构成，外壳(I)与下接头(6)之间采用刚性连接，其特征在于:设置在外壳(I)内的锤体(3)上部与端盖(16)之间采用刚性连接，端盖(16)与外壳(I)上部的导流管之间为动密封配合(7);在锤体的上腔(19)中装有锤簧
(2);芯阀(4)贯穿设置在锤体的中腔(21)和下腔(13)中，套装在芯阀(4)外的阀簧(5)位于芯阀(4)顶部的环状大头(9 )与锤体中腔(21)之间；
所述的下接头(6)分上下两段，上段为筒状，筒的底部是锤击面，下段中央有排液孔(14)，通过排液孔(14)与带有内螺纹的底腔相通，底腔通过内螺纹与钻具连接，内螺纹底腔的顶部有旁通孔(15)连通锤体(3)与外壳(I)之间的环形空间(10)，芯阀(4)下端面与排液孔(14)上端面构成阀门(22)与阀座；
所述的锤体(3)与装在其内的芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)的锤击面构成芯阀式阀控机构；
所述的锤体(3)下段与下接头(6)上段筒状内壁之间为动密封配合(7)。
[0010]所述的芯阀(4)的阀体呈杆状，阀簧(5)套装在芯阀(4)的杆状阀杆中段上，阀簧
(5)下端面座在锤体中腔(21)的台阶上；芯阀(4)与锤体(3)的内腔动配合。
[0011]本发明除了保持蓄能式液动冲击器原有的优点外，还具有以下优点和积极效果:
1、芯阀蓄能式潜孔锤的阀控机构功能单一，不存在复合型阀控机构的上述缺陷，因此
阀门切换及时准确，即使低于额定流量下限也不易发生冲锤停冲现象。
[0012]2、芯阀蓄能式潜孔锤阀控机构没有排液死角，不易集砂。
[0013]3、芯阀蓄能式潜孔锤整体结构更加简单，既适合大口径冲击器，也能将冲击器口径设计得更小。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例一的结构示意图。
[0015]图2是本发明实施例二的结构示意图。
[0016]图3是本发明实施例三的结构示意图。
[0017]图中编号说明:
1_外壳，2_银黃，3_银体,4_芯阀，5-阀黃，6_下接头,7-动密封配合，8_进液孔,9-芯阀顶部的环状大头，10-环形空间，11-内腔台阶，12-排液槽，13-锤体下腔、14-排液孔，15-旁通孔，16-端盖，17-上弹簧座，18-下弹簧座，19-锤体上腔，20-通液孔，21-锤体中腔，22-阀门。
具体实施方案
[0018]下面结合附图对本发明的三例实施方案作详细说明:
实施例一如图1所示:潜孔锤由外壳(I)、锤簧(2)、上锤体与下锤体构成的锤体(3)、芯阀(4)、阀簧(5)、下接头(6)构成；外壳(I)与下接头(6)之间和上锤体与下锤体之间均由螺纹连接，锤簧(2)套在上锤体的上段和中段，芯阀(4)和阀簧(5)装在下锤体内腔中。阀簧(5)套在芯阀(4)外，位于芯阀顶部的环状大头(9)与内腔台阶(11)之间；上锤体上段与外壳之间动密封配合(7)，下锤体下段与下接头上段的圆筒状内壁之间动密封配合(7)；工作液自外壳(I)上端进入，流经轴向贯穿锤体(3)的进液孔(8)、芯阀(4)下部的排液槽
(12)、锤体下腔(13)及轴向贯穿下接头(6)的排液孔(14)后，由下接头(6)下端排出；锤体
(3)与外壳(I)之间的环形空间(10)通过旁通孔(15)与下接头(6)内腔连通。所述的下锤体与装在其内的芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)的锤击面构成芯阀式阀控机构；
工作原理:工作液经外壳上端进入上锤体的进液孔(8)，再经芯阀(4)下部的排液槽
(12)抵达下锤体下腔(13)，此时芯阀(4)已将下接头(6)上的排液孔(14)关闭，液压将锤体(3 )向上举升并压缩锤簧(2 )与阀簧(5 )，当阀簧(5 )的压缩力大于芯阀(4)的下压力，阀门便会骤然开启，工作液从排液孔(14)泄出，锤体下腔(13)液压骤降，锤体(3)在锤簧(2)推力作用下冲击下接头(6)，芯阀(4)也随之关闭排液孔(14)，锤体(3)进入下一个冲击周期，周而复始不停地冲击。
[0019]实施例二如图2所示:潜孔锤由外壳(I)、端盖(16)、上弹簧座(17)、锤体(3)、锤簧(2)、下弹簧座(18)、芯阀(4)、阀簧(5)、下接头(6)构成；外壳(I)与下接头(6)之间和端盖(16)与锤体(3)之间均由螺纹连接，锤簧(2)装在锤体上腔(19)之中，芯阀(4)贯穿在锤体中腔(21)和锤体下腔(13)中，阀簧(5)套在芯阀(4)中段，位于芯阀顶部的环状大头
(9)与锤体中腔(21)台阶之间；外壳(I)上部的导流管与端盖(16)之间和锤体(3)下段与下接头(6)上段圆筒状内壁之间均为动密封配合(7);工作液自外壳(I)上端进入，经锤体上腔(19)、芯阀(4)和锤体(3)之间的通液孔(20)流通到锤体下腔(13)，最后由下接头(6)下段中的排液孔(14 )排出。
[0020]所述的下锤体与装在其内的芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)的锤击面构成芯阀式阀控机构。
[0021]工作原理:工作液由外壳上端进入锤体(3)内腔，经通液孔(20)抵达锤体下腔
(13)，此时阀门(22)已将下接头上的排液孔(14)关闭，液压将锤体(3)向上举升并压缩锤簧(2)与阀簧(5)，当阀簧(5)的压缩力大于芯阀(4)的下压力，阀门(22)便会骤然开启，工作液从排液孔(14)泄出，锤体下腔(13)液压骤降，锤体(3)在锤簧(2)推力作用下冲击下接头，芯阀(4)也随之关闭排液孔(14)，锤体(3)进入下一个冲击周期，周而复始不停的冲击。
[0022]实施例三如图3所示；潜孔锤由外壳(I)、锤簧(2)上锤体与下锤体构成的锤体
(3)、芯阀(4)、阀簧(5)、下接头(6)构成；外壳(I)与下接头(6)之间和上锤体与下锤体之间均为刚性连接，锤簧(2)、芯阀(4)和阀簧(5)的结构和安装位置均与实施例1完全相同；上锤体上段与外壳之间动密封配合(7)，下锤体下段与外壳下段也采用动密封配合(7);工作液由外壳(I)上端进入，从下接头(6)中的排液孔(14)排出，之间的工作液流通渠道与实施例I完全相同。构成结构的不同之处在于:所述的下接头(6)没有圆筒状上段，下接头的顶部是锤击面，中央有排液孔(14)，芯阀(4)下端面与排液孔(14)上端面构成阀门与阀座；所述的外壳(I)管壁上有旁通孔(15)，当锤体(3)往复冲击运动时，锤体(3)与外壳(I)之间的环形空间(10)，通过旁通孔(15)吸入或排出工作液。 [0023] 工作原理与实施例1和实施例2完全相同。
【权利要求】
1.一种芯阀蓄能式液压潜孔锤，主要由外壳(I)、锤簧(2)、上锤体与下锤体构成的锤体(3)、芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)构成，外壳(I)下部与下接头(6)之间采用刚性连接；其特征在于:设置在外壳(I)内的上锤体与下锤体之间采用刚性连接，在上锤体的上段和中段套装有锤簧(2)，在下锤体的内腔中装配有芯阀(4)和阀簧(5)，并且芯阀(4)与下锤体内腔动配合，阀簧(5)位于芯阀(4)顶部的环状大头(9)与下锤体内腔的台阶(11)之间； 所述的下接头(6)分上下两段，上段为筒状，筒的底部是锤击面，下段中央有排液孔(14)，通过排液孔(14)与带有内螺纹的底腔相通，底腔通过内螺纹与钻具连接，内螺纹底腔的顶部有旁通孔(15)连通锤体(3)与外壳(I)之间的环形空间(10)，芯阀(4)下端面与排液孔(14)上端面构成阀门与阀座； 所述的下锤体与装在其内的芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)的锤击面构成芯阀式阀控机构； 所述的上锤体的上段与外壳(I)之间和下锤体的下段与下接头(6)上段筒状内壁之间均为动密封配合(7)。
2.根据权利要求1所述的芯阀蓄能式液压潜孔锤，其特征在于:芯阀(4)呈T字形的圆柱体，该圆柱体中心有通液盲孔，盲孔侧面有排液槽(12)。
3.根据权利要求1所述的芯阀蓄能式液压潜孔锤，其特征在于:外壳(I)管壁上有旁通孔(15)，通过旁通孔(15)吸入和排出锤体(3)与外壳(I)之间环形空间(10)内的工作液。
4.一种芯阀蓄能式液压潜孔锤，主要由外壳(I)、端盖(16)、上锤簧座(17)、锤体(3)、锤簧(2)、下锤簧座(18)、芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)构成，外壳(I)与下接头(6)之间采用刚性连接，其特征在于:设置在外壳(I)内的锤体(3)上部与端盖(16)之间采用刚性连接，端盖(16)与外壳(I)上部的导流管之间为动密封配合(7);在锤体(3)的上腔(19)中装有锤簧(2)，芯阀(4)贯穿设置在锤体(3)的中腔(21)和下腔(13)中，套装在芯阀(4)外的阀簧(5 )位于芯阀(4)顶部的环状大头(9 )与锤体中腔(21)之间； 所述的下接头(6)分上下两段，上段为筒状，筒的底部是锤击面，下段中央有排液孔(14)，通过排液孔(14)与带有内螺纹的底腔相通，底腔通过内螺纹与钻具连接，内螺纹底腔的顶部有旁通孔(15)连通锤体(3)与外壳(I)之间的环形空间(10)，芯阀(4)下端面与排液孔(14)上端面构成阀门(22)与阀座； 所述的锤体(3)与装在其内的芯阀(4)、阀簧(5)和下接头(6)的锤击面构成芯阀式阀控机构； 所述的锤体(3)下段与下接头(6)上段筒状内壁之间为动密封配合(7)。
5.根据权利要求4所述的芯阀蓄能式液压潜孔锤，其特征在于:芯阀(4)的阀体呈杆状，阀簧(5)套装在芯阀(4)的杆状阀杆中段上，阀簧(5)下端面座在锤体中腔(21)的台阶上；芯阀(4)与锤体(3)的内腔动配合。
【文档编号】E21B4/14GK103470180SQ201310468104
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】刘国经 申请人:刘国经