一种气动冲击扩孔器的制作方法

本实用新型涉及扩孔器技术领域，特别涉及一种气动冲击扩孔器。

背景技术：

在水平定向穿越铺管施工过程中，扩孔器用于先导孔施工完成后的扩孔施工。现有用于岩石地层的扩孔器有：捆绑式冲击扩孔器、牙轮扩孔器、滚刀扩孔器，采用这些扩孔器进行水平定向穿越铺管施工存在一定的缺陷。

(1)捆绑式冲击扩孔器是用数个常规潜孔冲击器及钻头捆绑在芯轴上来实现大直径扩孔功能的，存在着如下缺点：1).捆绑结构复杂，可靠性低；2).钻头不可避免地产生偏磨现象。因为这些缺陷的存在，捆绑式冲击扩孔器并没有在市场得到推广应用。

(2)现有的牙轮扩孔器、滚刀扩孔器等，在硬岩扩孔钻进中钻进效率低，并且要使用大量的高配比泥浆，施工成本高。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种气动冲击扩孔器，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种气动冲击扩孔器，扩孔器通过钻杆连接钻机，包括上接头、上端盖、芯轴、外缸、冲锤和钻头，所述上接头采用转换扣型上接头，所述上接头与送气端连接，所述上接头与芯轴连接，所述芯轴位于外缸的中心轴上，所述上端盖通过螺纹连接芯轴和外缸，所述外缸内依次套装有支撑套和衬套，所述冲锤套装在衬套、外缸和间隔套内部，所述衬套和间隔套分别位于冲锤的两端，所述钻头通过花键套固定安装在外缸内部，且所述钻头位于外缸内远离上接头一端，所述钻头远离上接头一端设置有扶正接头，所述扶正接头连接于芯轴远离上接头一端，所述扶正接头在使用时与送液端的钻杆相连接，所述扶正接头靠近芯轴一端的内部设置有弹簧，所述花键套通过螺纹与外缸连接。

优选的，所述花键套位于外缸内部一端设置有挡套，所述挡套用于防止钻头从外缸内脱出，所述挡套为两个半圆形结构，所述挡套上套装有o型圈，所述o型圈用于防止两个半圆形的挡套脱开。

优选的，所述上端盖与支撑套和外缸接触一端设置有减震垫，所述减震垫用于减小冲锤冲击时对外缸、上端盖和芯轴的冲击力。

优选的，所述芯轴靠近扶正接头一端开设有中心孔，所述中心孔内安装有止逆阀，所述止逆阀的外表面与中心孔内壁接触一端套装有密封圈。

优选的，所述扶正接头上开设有多个导气孔和导液孔。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)该气动冲击扩孔器与捆绑式冲击扩孔器相比，结构更简单，没有焊接部件，整体上更耐冲击，工作更可靠；相同扩孔直径的扩孔器相比，本实用新型的气动冲击扩孔器因其有效冲击质量(冲锤)要比捆绑式冲击扩孔器的大很多，所以能达到更大的冲击功，破岩效率也会高很多。

2)由于气动潜孔锤的钻进速度比牙轮钻头和滚刀钻头的钻进速度要高很多，本实用新型中的气动冲击扩孔器就是利用气动潜孔锤的冲击破岩原理，因此其扩孔破岩效率也将比牙轮扩孔钻头和滚刀扩孔钻头提高很多。

3)使用该气动冲击扩孔器进行扩孔施工时，因为压缩空气与泥浆、清水或泡沫液能同时导入到钻孔内，在钻孔内能形成不同种类的冲洗液，可以根据不同工况进行调配，进而获得最好的冲洗孔底和携带岩屑的效果，较大的岩屑也能被携带出来，这样一方面减少钻头重复破碎的机率，从而提高扩孔效率，另一方面孔内相对干净有利于后续顺利拖管施工。

附图说明

图1为本实用新型所述一种气动冲击扩孔器示意图；

图2为图1的a处放大图。

图中：1、上接头；2、上端盖；3、支撑套；4、衬套；5、外缸；6、冲锤；7、芯轴；8、间隔套；9、挡套；10、止逆阀；11、弹簧；12、花键套；13、钻头；14、扶正接头；15、减震垫；16、o型圈；17、密封圈；18、导气孔；19、导液孔。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，一种气动冲击扩孔器，扩孔器通过钻杆连接钻机，包括上接头1、上端盖2、芯轴7、外缸5、冲锤6和钻头13，上接头1采用转换扣型上接头1，上接头1与送气端连接，上接头1与芯轴7连接，芯轴7位于外缸5的中心轴上，上端盖2通过螺纹连接芯轴7和外缸5，外缸5内依次套装有支撑套3和衬套4，冲锤6套装在衬套4、外缸5和间隔套8内部，衬套4和间隔套8分别位于冲锤6的两端，钻头13通过花键套12固定安装在外缸5内部，且钻头13位于外缸5内远离上接头1一端，钻头13远离上接头1一端设置有扶正接头14，扶正接头14连接于芯轴7远离上接头1一端，扶正接头14在使用时与送液端的钻杆相连接，扶正接头14靠近芯轴7一端的内部设置有弹簧11，花键套12通过螺纹与外缸5连接。

由于气动潜孔锤的钻进速度比牙轮钻头13和滚刀钻头13的钻进速度要高很多，该种气动冲击扩孔器是利用气动潜孔锤的冲击破岩原理，因此其扩孔破岩效率也将比牙轮扩孔钻头13和滚刀扩孔钻头13提高很多。

如图1-2所示，花键套12位于外缸5内部一端设置有挡套9，挡套9用于防止钻头13从外缸5内脱出，挡套9为两个半圆形结构，挡套9上套装有o型圈16，o型圈16用于防止两个半圆形的挡套9脱开。

如图1-2所示，上端盖2与支撑套3和外缸5接触一端设置有减震垫15，减震垫15用于减小冲锤6冲击时对外缸5、上端盖2和芯轴7的冲击力。

如图1-2所示，芯轴7靠近扶正接头14一端开设有中心孔，中心孔内安装有止逆阀10，止逆阀10的外表面与中心孔内壁接触一端套装有密封圈17。

如图1-2所示，扶正接头14上开设有多个导气孔18和导液孔19。

通过采用上述技术方案，与现有但未推广的捆绑式冲击扩孔器相比，该种气动冲击扩孔器结构更简单，没有焊接部件，整体上更耐冲击，工作更可靠；与相同扩孔直径的扩孔器相比，该种气动冲击扩孔器因其有效冲击质量要比捆绑式冲击扩孔器的大很多，所以能达到更大的冲击功，破岩效率也会高很多。当给冲击器施加与工作状态相反的轴向力时，钻头13从花键套12中滑出一段距离，冲锤6不进行冲击工作，大量的压缩空气从设置于扶正接头14上的导气孔18喷出到钻孔内，从而起到清孔排岩屑的作用。

需要说明的是，本实用新型为一种气动冲击扩孔器，在使用时，如图1所示，压缩空气从左端进入冲击扩孔器内部，驱动冲锤6冲击钻头13而破碎岩石；冲击扩孔器的工作原理与普通气动冲击器相同，这里不再详述；不同的是压缩空气在驱动冲锤6作功后，被导入到芯轴7的中心孔内，再经过止

逆阀10进入到扶正接头14中，扶正接头14上有多个导气孔18和导液孔19，压缩空气从导气孔18排出到钻孔内，冷却钻头13并清除工作面上的岩屑。然后压缩空气带着泥浆和岩屑排出钻孔外。当钻孔中集聚岩屑过多时，推动钻杆使冲击器离开工作面，冲锤不进行冲击工作，大量的压缩空气经芯轴内孔和导气孔18喷射到钻孔内，起到清孔的作用。清孔时，从送液端钻杆内送入泥浆、清水或泡沫液，通过导液孔19进入到钻孔内与压缩空气形成气液混合物，有效地提高了携带岩屑的能力，有助于提高清孔效果。

使用时，上接头1可以是不同的结构形式，可以是多翼扶正器的形式，也可以不用上接头1而直接让钻杆与芯轴7连接。

扶正接头14的内孔可以打通，导气孔18与导液孔19可以合为一组同时过气和过液。导气孔18与导液孔19也可以加工在芯轴上，或其它与芯轴连接的零件上。

钻头13可以做成各种形式，也可以加工风道与扩孔器内部相通用于通过压缩空气。

可以将上接头1外径做到与钻头13的外径相近，扶正接头14直径缩小，可以外加翼板，压缩空气或气液混合物携带岩屑从送液端钻杆与孔壁间返至地面。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。