专利名称：绳索取心无簧冲击回转钻具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种用于固体矿藏地质找矿勘查孔内钻进的工具，特别涉及的是一种绳索取心无簧冲击回转钻具。
公知的绳索取心无簧冲击钻具是由含花键轴、承震环的外管总成和内管总成组成。内管总成包括含浮阀、浮阀体、活塞冲锤、中接头、节流阀、砧座的无簧阀式双作用液动冲击器，置于无簧阀式双作用液动冲击器上部的上锥轴、主轴、装在主轴上的含上提引套筒、上弹卡的悬挂定位机构，置于无簧阀式双作用液动冲击器下部的含与花键轴相对位置上的排水接头、传震环的单动机构。这种钻具零件多及水路复杂故密封件多，打捞、投放极易损坏、不但成功率低且难以保证密封效果。这种钻具活动件多，对动力传递介质一冲洗液性能要求严格，特别是使用泥浆时，对循环系统除砂性能要求高，含砂量要小；因内外管总成之间间隙小，导致背压大、泵压高，影响冲锤击砧冲击功；内管总成投放定位后，串动间隙大，降低冲击功且不利于冲击器工作稳定，传递冲击功的活动零件多，质量大，传递效率差，能量利用率低；绳取钻进泵量小，泵压高，冲洗液泄漏比普通双管严重，不易提高冲击能量；绳取钻头壁厚大，有限的冲击功不易达到造成钻头破碎岩石时必需的体积破碎能量，因而难度大。
鉴于以上原因，本实用新型的目的是为了提供一种在允许泵量下，能降低泵压，提高冲击能量和击砧冲击功的传递效率，耐背压能力强，密封性能好的绳索取心无簧冲击回转钻具。
本实用新型是这样实现的本实用新型是在公知的绳索取心无簧冲击回转钻具上改进的，其特征是悬挂定位机构还包括装在主轴上的下提引套管，在外管总成上与下提引套筒相对位置上有特定接头，在下提引套筒和特定接头间有密封(14)，花键轴与承震环成一整体，排水接头和传震环为一整体，在花键轴和排水接头间有密封(17)(参见
图1)，本实用新型将内管悬挂、冲击功传递和冲洗液的换向、密封结构合为一体，有效地减少内管总成的串动间隙，采用上下密封保证了无簧冲击器必不可少的“低压区”，传震环与排水接头、承震环与花键轴合为一整体，减少了传震零件，加大了传震面积(传震接触面面积可为1.54平方厘米)，减少了冲击功的传递能量损失，提高了冲击能量和击砧冲击功的传递效率，耐背压能力强，密封性能好。
上述的密封(14)采用用聚氨脂橡胶材料制成的YX密封圈，密封(17)采用用聚氨脂橡胶材料制成的J型防尘圈，密封(14)装在下提引套筒上，密封(17)装在排水接头上(参见图2、图3)，简化了密封结构，减少了密封圈数量，提高了密封的可靠性和耐用性(因采用了弹性大、耐磨的材料)，大幅度地减少了辅助时间。
上述的密封(14)、密封(17)也可采用金属／金属高精度动配合密封。
上述的内管总成的主轴上与上弹卡相对反向位置上装有下弹卡(参见
图1)，能使投放到位后冲击器外管准确定位，防止冲击器串动，不但提高了冲击器的工作效率，而且有利于扫孔时不启动冲击器。
上述的内管总成中的无簧阀式双作用液动冲击器内的节流阀行程为4.5－21毫米，而伸入砧座的行程为3－12毫米，活塞冲锤的行程为6－25毫米，使节流阀在冲锤内的相对运动与冲锤运动配合默契，提高了击砧效果和工作稳定性。
上述的无簧阀式双作用液动冲击器中的节流阀伸入砧座中的部分与砧座间有间隙(参见图5)，节流阀运动时底部进入砧座容易，提高了工作稳定性。
上述的无簧阀式双作用液动冲击器内的浮阀与浮阀体间采用了经过表面热处理的金属／金属高精度动配合(参见图4)，去掉了原有的浮阀低压区的密封圈，保证了密封效果。
上述的无簧阀式双作用液动冲击器的活塞冲锤底部有抬锤槽(参见图6、图7)，使击砧由面接触变为点接触，同时增加了抬锤面积，加快了活塞冲锤回程，提高了冲击频率。
为了更有效地增大击砧冲击功，加大了活塞冲锤直径，使上活塞与下活塞的面积比为11.4。
上述的无簧阀式作用液动冲击器的中接头和活塞冲锤间装有YX密封圈(参见图4)。
本实用新型具有如下优点1、经济效益高1)，纯钻时效提高10－203％，2)，回次进尺长度提高12－63％；3)、岩矿心采取率提高1－39％，岩心完整，质量好，钻头寿命提高53－200％；4)、孔钭小、由普回的每百米3°降至1°；5、辅助台时少，纯钻率略高于普回水平；2、技术性能好1)、正常情况下，投放到位成功率达100％，打捞成功率可达98％；2)，启动容易，孔内工作稳定、可靠，耐背压和耐岩粉能力较强；
3)、钻具强度大，使用寿命长，例如一套钻具已钻进521米仍可继续使用；4)、冲击功大、击砧可靠无水垫；5)、能准确判断孔内情况，预防烧钻；6)、结构简单、操作方便、钻工易掌握；7)、可不提钻实现冲回和普回的转换。
本实用新型钻具经四川省地矿局探矿技术实验室应用具国内先进水平的冲击器动态参数微机测试系统进行了全面测定，认为“结构简单、性能稳定，所需泵量小、泵压低、易于启动，频率可调范围宽，冲击力大，耐背压性能好，易损件少、使用、维修方便、性能优于国内同类产品”。
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例
图1本实用新型的结构示意图图2下提引导筒与特定接头相互位置关系图图3花键轴、排水接头相互位置关系图图4无簧阀式双作用液动冲击器部分结构图图5图4的A放大图图6活塞冲锤底部结构图图7图6的B向视图
图1给出了本实用新型的结构全貌。包括外管总成1、内管总成2。外管总成1中有特定接头3、花键轴4(承震环已与花键轴成一整体)、能使外管倒正的扩孔器5。内管总成2包括无簧阀式双作用液动冲击器6，置于冲击器6上部的上锥轴7、主轴8、含分别通过联接销连接在主轴8上的上弹卡9、下弹卡10的悬挂定位机构11，置于冲击器6下部的单动机构12。在悬挂定位机构11中在与外管总成1上的特定接头3相对应位置上设有装在主轴8上的含进水孔的下提引套筒13。在特定接头3和下提引套筒13间有采用聚氨脂橡胶材料制成的YX密封圈密封14(参见2)(特定接头3和下提引套筒13间也可采用金属／金属高精度动配合密封，即公差密封)。调节螺母15装在下提引套筒13和冲击器6间而能调节上弹卡9到排水接头16间的距离、导止性好，定位牢固，保证了冲击器6的工作稳定性。单动机构12还包括位于与花键轴4相对应位置上的含排水孔的排水接头16(此时原有的传震环已与排水接头成一整体)，排水接头16与花键轴4间装有采用聚氨脂橡胶材料制成的J型防尘圈密封17(排水接头16与花键轴4间也可采用金属／金属高精度动配合密封)。调节螺母18装在调节接头19上以调节排水接头16至钻头20间的距离，适应不同岩层钻进的需要。
图4给出的无簧阀式双作用液动冲击器的部分结构图。可动调节阀21的行程为4.5－21毫米而进入砧座22的行程为3－12毫米，活塞冲锤23的行程为6－25毫米。使节流阀21在活塞冲锤23内的运动与冲锤23运动配合默契，提高击砧效果和工作稳定性。节流阀21伸入砧座22的部分与砧座22间有间隙 ［(间隙为1毫米)参见图5］。浮阀24与浮阀体25间采用经过表面热处理的金属／金属高精度动配合，配合公差控制在5－10丝内保证密封效果。浮阀24进行表面热处理以保证其使用寿命。活塞冲锤23的锤底面设有抬锤槽26(参见图6、图7)。活塞冲锤23上活塞与下活塞面积比为11.4。在活塞冲锤23和中接头27间装有两个YX密封圈28。
图3中花键轴4与花键套29间装有三个“O”型密封圈29。
权利要求1.绳索取心无簧冲击回转钻具，由含花键轴、承震环的外管总成和内管总成组成，内管总成包括含浮阀、浮阀体、活塞冲锤、中接头、节流阀、砧座的无簧阀式双作用液动冲击器，置于无簧阀式双作用液动冲击器上部的上锥轴、主轴、装在主轴上的含上提引套筒、上弹卡的悬挂定位机构，置于无簧阀式双作用液动冲击器下部的含与花键轴相对位置上的排水接头、传震环的单动机构，其特征在于悬挂定位机构还包括装在主轴上的下提引套筒，在外管总成上与下提引套筒相对位置上有特定接头，在下提引套筒和特定接头间有密封(14)，花键轴与承震环成一整体，排水接头和传震环为一整体，在花键轴和排水接头间有密封(17)。
2.如权利要求1所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于密封(14)采用用聚氨脂橡胶材料制成的YX密封圈，密封(17)采用聚氨脂橡胶材料制成的J型防尘圈，密封(14)装在下提引套筒上，密封(17)装在排水接头上。
3.如权利要求1所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于密封(14)、密封(17)采用金属／金属高精度动配合密封。
4.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于在主轴上与上弹卡相对反向位置上装有下弹卡。
5.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于无簧阀式双作用液动冲击器中的节流阀行程为4.5－21毫米而进入砧座的行程为3－12毫米，活塞冲锤的行程为6－25毫米。
6.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于无簧阀式双作用液动冲击器中的节流阀伸入砧座中的部分与砧座间设有间隙。
7.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于无簧阀式双作用液动冲击器中浮阀与浮阀体间采用经过表面热处理的金属／金属高精度动配合。
8.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于无簧阀式双作用液动冲击器中的活塞冲锤的锤底面设有抬锤槽。
9.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于无簧阀式双作用液动冲击器中的活塞冲锤的上活塞面与下活塞面面积比为11.4。
10.如权利要求1或2或3所述的绳索取心无簧冲击回转钻具，其特征在于无簧阀式双作用液动冲击器中的活塞冲锤和中接头上装有YX密封圈。
专利摘要本实用新型提供了一种绳索取心无簧冲击回转钻具。包括含花键轴、承震环的外管总成，悬挂定位机构，含排水接头和传震环的单动机构。其特征是设有下提引导筒，特定接头，花键轴和承震环、排水接头和传震环分别为一整体，在下提引套筒与特定接头间设有密封，花键轴和排水接头间设有密封。在允许泵量下，降低泵压，提高冲击能量和击砧冲击功的传递效率，耐背压能力强，密封性能好。
文档编号E21B10/36GK2113333SQ9123002
公开日1992年8月19日 申请日期1991年9月29日 优先权日1991年9月29日
发明者宋希雄, 何兴江, 王干 申请人:冶金工业部西南地质勘查局探矿安全处, 冶金工业部西南地质勘查局成都地质调查所