射吸式貫通液壓潛孔錘的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及鉆井機(jī)械領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用于石油鉆井、科學(xué)深鉆的沖擊回轉(zhuǎn)繩索取芯鉆進(jìn)，大口徑?jīng)_擊回轉(zhuǎn)反循環(huán)鉆進(jìn)、大口徑?jīng)_擊回轉(zhuǎn)反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)以及礦井和基礎(chǔ)工程鉆井用的射吸式貫通式液壓潛孔錘。
【背景技術(shù)】
[0002]射吸式液壓潛孔錘屬已有技術(shù)，例如專利號(hào):“85101970.6”、“ZL201010579649.5”和“CN104481396 ”的說明書中所記載;但已有的射吸式液壓潛孔錘，都不是貫通的。貫通式氣動(dòng)潛孔錘已經(jīng)是一項(xiàng)很成熟的鉆井工具，用于反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)取得了非常好的效果，被許多適合這項(xiàng)工藝的施工單位采用。但還有更多的鉆井工程，由于井內(nèi)有高壓液柱不適宜氣動(dòng)潛孔錘工作，以及氣動(dòng)潛孔錘施工產(chǎn)生的粉塵對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重被禁止采用。為克服上述問題，在上世紀(jì)九十年代初，我國(guó)就已經(jīng)有單位研制并取得了很好試驗(yàn)效果的貫通式差動(dòng)雙作用液動(dòng)潛孔錘，但至今貫通式液動(dòng)潛孔錘未能應(yīng)用于生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種以泥漿或化學(xué)漿液為工作介質(zhì)，適用于大口徑、深井或超深井、大排量、高背壓的射吸式貫通式液壓潛孔錘；該液壓潛孔錘采用射吸式工作原理，并保留射吸式液壓潛孔錘的技術(shù)特性，主要用于沖擊回轉(zhuǎn)反循環(huán)鉆進(jìn)、沖擊回轉(zhuǎn)反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)和沖擊回轉(zhuǎn)繩索取芯鉆進(jìn)，能有效提高鉆進(jìn)效率和質(zhì)量，并降低鉆井成本。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種射吸式貫通液壓潛孔錘，主要包括雙通道接頭、上接頭、活塞、套閥、外殼、沖錘體、導(dǎo)向管、砧子、下接頭、噴射器、承噴器、閥座、閥門和柱塞等構(gòu)件;所述的雙通道接頭中心有貫通孔，周邊有通液孔;雙通道接頭上部連接鉆桿，下部與潛孔錘的上接頭連接、上接頭另一端與外殼連接、外殼另一端與下接頭連接構(gòu)成一個(gè)整體;設(shè)置在套閥內(nèi)的活塞下部與沖錘體剛性連接構(gòu)成閥錘組件;砧子套裝在下接頭內(nèi)，相互間用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接;貫穿上接頭和閥錘組件的導(dǎo)向管，兩頭分別插接在雙通道接頭底部和砧子頂部的定位孔中；上接頭下部與導(dǎo)向管之間設(shè)置噴射器;活塞上部與導(dǎo)向管之間設(shè)置承噴器，噴射器至承噴器之間的環(huán)形空間構(gòu)成上液壓腔;套閥底部的閥門與沖錘體頂部的柱塞構(gòu)成能夠開啟和關(guān)閉的閥控機(jī)構(gòu);套閥底部閥門至砧子頂部排液孔之間的環(huán)形空間構(gòu)成下液壓腔;導(dǎo)向管、活塞、套閥及外殼套裝在同一軸線上，并且導(dǎo)向管與活塞、活塞與套閥、套閥與外殼，相互之間均設(shè)置為動(dòng)密封配合，相互間密封狀態(tài)下能夠旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng);所述的閥錘組件在工作介質(zhì)射流的作用下，使閥控機(jī)構(gòu)不斷地關(guān)閉與開啟，控制著上液壓腔與下液壓腔之間的壓強(qiáng)大小交替轉(zhuǎn)換，推動(dòng)活塞和沖錘體沿著軸向不斷地往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)擊打站子，將沖擊能量傳遞給鉆頭，工作介質(zhì)也不斷地流經(jīng)下液壓腔從砧子的排液孔排入井底。
[0005]優(yōu)選的是，所述噴射器包括套裝在導(dǎo)向管外圓柱面外的噴嘴、噴嘴座和導(dǎo)向管座；噴嘴與導(dǎo)向管外圓柱面之間為圓環(huán)狀噴射孔，更換不同口徑噴嘴便能獲得不同面積的圓環(huán)狀噴射孔。
[0006]優(yōu)選的是，所述噴射器包括套裝在導(dǎo)向管7外圓柱面上的噴嘴、噴嘴座和導(dǎo)向管座，噴嘴與導(dǎo)向管外圓柱面之間為由多個(gè)小孔構(gòu)成的放射狀噴射孔，更換不同的噴嘴便能獲得不同面積的放射狀噴射孔。
[0007]優(yōu)選的是，所述裝配在活塞上部的承噴器為承噴接頭零件，可更換的承噴接頭與導(dǎo)向管外圓柱面之間構(gòu)成圓環(huán)狀承噴孔，更換不同承噴孔徑的承噴接頭便能獲得不同面積的圓環(huán)狀承噴孔，實(shí)現(xiàn)與噴射器的不同噴射面積的噴射孔匹配。
[0008]優(yōu)選的是，位于承噴器的下部沿徑向繞圓周均勻分布有若干個(gè)擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔連通套閥內(nèi)腔。
[0009]優(yōu)選的是，所述導(dǎo)向管上段插入雙通道接頭的貫通孔內(nèi)動(dòng)密封配合相連并能夠旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng)，下段在活塞和沖錘體之間連接。
[0010]優(yōu)選的是，所述導(dǎo)向管上端在雙通道接頭貫通孔的頂部固定連接，下段與活塞的貫通孔內(nèi)壁動(dòng)密封配合相連并能夠旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng)。
[0011]優(yōu)選的是，所述導(dǎo)向管從雙通道接頭中間貫通孔的上部端口插入，穿過上接頭、閥錘組件和砧子，下端固定連接于砧子下部的鉆頭內(nèi)臺(tái)階上。
[0012]優(yōu)選的是，位于閥錘組件下方的砧子套裝在下接頭內(nèi)相互間通過花鍵連接構(gòu)成下接頭組件。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
本發(fā)明提供的這種射吸式貫通液壓潛孔錘，以泥漿或化學(xué)漿液為工作介質(zhì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定和耐背壓特性好等優(yōu)點(diǎn)，適合大口徑、大排量、高栗壓、高井溫的工作環(huán)境，能單獨(dú)下井，也能與其它井下液馬達(dá)組合后潛入數(shù)千米深的井底工作，使大口徑、深井或超深井采用沖擊回轉(zhuǎn)反循環(huán)或繩索取芯鉆進(jìn)成為可能;對(duì)提高大口徑深井鉆進(jìn)的效率、質(zhì)量和降低鉆井成本效果顯著。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖；
圖2為本發(fā)明中噴射器采用圓環(huán)狀噴孔的示意圖；
圖3為圖2中的A-A剖面；
圖4為本發(fā)明中噴射器采用放射狀噴孔的示意圖；
圖5為圖4中的B-B剖面；
圖6為本發(fā)明中的承噴器示意圖；
圖7為圖6中的C-C剖面；
圖8為本發(fā)明圖1中導(dǎo)向管與噴射器裝配示意圖；
圖9為本發(fā)明圖1中導(dǎo)向管與承噴器裝配示意圖；
圖10為本發(fā)明中導(dǎo)向管一頭固定在活塞與沖錘體之間的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本發(fā)明中導(dǎo)向管固定連接在雙通道接頭下部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖12為本發(fā)明中導(dǎo)向管從雙通道接頭中間通孔的上部端口插入，定位在砧子下部鉆頭內(nèi)臺(tái)階的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例及其附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]如圖1-9所示為本發(fā)明射吸式貫通液壓潛孔錘的典型結(jié)構(gòu)，由雙通道接頭1、上接頭2、活塞3、套閥4、外殼5、沖錘體6、導(dǎo)向管7、砧子8、下接頭9、噴射器10、承噴器12、閥門16、柱塞17等零部件構(gòu)成，所有零部件共一根軸線由里至外，順序安裝。所述雙通道接頭I，是一種通液孔分布在管壁上與中間的貫通孔隔離開的接頭，工作液流經(jīng)雙通道接頭I通液孔進(jìn)入噴射器10，雙通道接頭I下端與上接頭2上端由螺紋連接成上接頭組件;上接頭2下端與外殼5上端螺紋連接;外殼5下端與下接頭9螺紋連接;活塞3裝進(jìn)套閥4，活塞3下段穿過閥門16與沖錘體6剛性連接構(gòu)成閥錘組件并套裝在外殼5內(nèi)腔;位于閥錘組件下方的砧子8套裝在下接頭9內(nèi)相互間花鍵連接構(gòu)成下接頭組件。導(dǎo)向管7貫穿上接頭2和閥錘組件，兩頭分別插入雙通道接頭I底部和砧子8頂部的定位孔中，導(dǎo)向管7外圓柱面與活塞3下段內(nèi)孔動(dòng)密封配合;上接頭2下部設(shè)置噴射器10，活塞3上部設(shè)置與噴射器10對(duì)應(yīng)的承噴器12，噴射器10至承噴器12之間的環(huán)形空間構(gòu)成上液壓腔11;承噴器12的下部，沿徑向繞圓周有均勻分布的擴(kuò)散孔13連通套閥內(nèi)腔14;承噴器12與導(dǎo)向管7外圓柱面之間構(gòu)成圓環(huán)狀承噴孔22;沖錘體6上端設(shè)置有與套閥4的閥門16相匹配的柱塞17;套閥4底部閥門16與沖錘體6頂部柱塞17構(gòu)成可以開啟和關(guān)閉的閥控機(jī)構(gòu);套閥4底部閥門16下端至砧子8上端面之間的環(huán)形空間構(gòu)成下液壓腔18;砧子8為中空結(jié)構(gòu)，在其上端面設(shè)置與砧子內(nèi)腔連通的排液孔19。導(dǎo)向管7、活塞3、套閥4、外殼5順序套裝在同一軸線上，相互之間均設(shè)置為動(dòng)密封配合，密封狀態(tài)下能各自旋轉(zhuǎn)和軸向滑動(dòng)；閥錘組件在工作介質(zhì)射流的作用下，其閥控機(jī)構(gòu)不斷地關(guān)閉與開啟，控制著上液壓腔11與下液壓腔18的壓強(qiáng)大小交替轉(zhuǎn)換，推動(dòng)活塞3連同沖錘體6順著軸向不斷地往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)擊打站子，將沖擊能量傳遞給鉆頭，工作介質(zhì)也不斷地流經(jīng)下液壓腔18從砧子上的排液孔19排入井底。
[0018]安裝順序?yàn)?外殼5與下接頭組件螺紋連接，閥錘組件裝入外殼5內(nèi)，導(dǎo)向管7從承噴器12中心通孔插入并穿過沖錘體6進(jìn)入砧子8上部的定位孔，然后將上接頭組件套進(jìn)導(dǎo)向管7并與外殼螺紋連接，至此導(dǎo)向管7定位在雙通道接頭I