[其他]射吸式?jīng)_擊器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000001970
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1005785B
• 公開（公告）日: 1989-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉國經(jīng);朱乃正;王有群
• 申請（專利權(quán)）人: 云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局
• 代理公司: 云南省專利事務(wù)所
• 代理人: 李泉

射吸式?jīng)_擊器是屬于鉆探工程技術(shù)中加速鉆進的工具。它包括上接頭、閥室、閥、活塞、沖錘、外管、砧子、砧子套、下接頭等部件組成；利用壓力液流噴射時的卷吸作用和閥控液壓隨動系統(tǒng)壓力與位移的綜合反饋關(guān)系，使閥與活塞的上下腔產(chǎn)生交變壓力差，推動活塞在復(fù)運動，并以沖擊和振動兩種方式輸出能量，它結(jié)構(gòu)簡單，工作原理獨特，易損件少，無迥流通道，適于高頻運轉(zhuǎn)，有效作用系數(shù)高；并且耐背壓性好，工作性能穩(wěn)定，是一種新型液動沖擊器。

本發(fā)明屬于鉆探工程技術(shù)中加速鉆進的工具。

在已有技術(shù)中，液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進是一種利用沖擊功的高效率鉆進方法;沖擊器一般是以閥式正作用、閥式反作用、閥式雙作用原理或射流式原理制造的。它是靠液流壓力及彈簧的作用完成沖擊運動或靠液流在沖擊器內(nèi)反復(fù)變換流動方向，推動活塞往復(fù)運動而形成沖擊作用。由于彈簧的反作用力及液流方向的不斷改變，使沖擊能量及頻率受到影響。SU-866-092文件中介紹的沖擊器，它由旁路渠道、錘砧、沖擊頭以及頂部底部環(huán)形溝道組成的一種閥式雙作用液動沖擊器，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖擊能量消耗大，有效作用系數(shù)低，不宜于縮小直徑，且部件易磨損，使用壽命短。

本發(fā)明的目的是為了使沖擊器提高有效作用系數(shù)，簡化零部件結(jié)構(gòu)。使之工作性能穩(wěn)定，並適合于高頻沖擊，耐背壓性好，提高工作的可靠性。為此，本沖擊器是利用壓力液流噴射時的卷吸作用和閥控液壓隨動系統(tǒng)壓力與位移的綜合反饋關(guān)系，使閥與活塞的上下腔產(chǎn)生交變壓力差推動活塞往復(fù)運動，從而完成舉錘與沖擊，以沖擊和振動兩種方式輸出能量。它無液流旁路渠道，液流始終沿沖擊方向運動。加之結(jié)構(gòu)件少，適于高頻沖擊，提高了有效作用系數(shù)。

沖擊器活塞7的沖程與回程相等，工作過程從回程開始。啟動前，閥4與活塞均處于工作行程下限。液流通道敞開（圖1），當噴嘴22向活塞7中央的承噴液流通道噴射高速射流時，根據(jù)噴射器原理，上腔23迅速降壓，閥下腔27則相應(yīng)增壓。閥與活塞同時受到向上舉力。由于閥較活塞輕很多，必然先快速抵達工作行程上限（圖2），接著活塞與連接于其下端的沖錘8高速上升，直至沖錘頂部的凸圓錐構(gòu)成的閥座19與閥下端的凹圓錐閉合為止（圖3）。此時，高速液流被切斷而產(chǎn)生水擊25，原處于低壓狀態(tài)的上腔立即形成高壓，其峰值達10-20MPa，下腔則由于高速液流之慣性，在上腔發(fā)生水擊的同時產(chǎn)生一次負水擊29，其壓力急劇下降，此時，上下腔形成很大壓力差26、30，推動閥與活塞迅速向下沖擊（圖4）。當閥抵達工作行程下限后，閥門逐步打開，活塞與沖錘受慣性和水擊作用繼續(xù)向下，直至使活塞下部的沖錘沖擊砧子13，這時又恢復(fù)到圖1的狀態(tài)，液流暢通，閥與活塞進入下一循環(huán)的回程。以上過程表明，閥控制著活塞的運動，而閥的運動又受到活塞位移的控制，閥與活塞的協(xié)調(diào)動作又同時控制著上下腔壓力差方向的交替變換，從而實現(xiàn)活塞的連續(xù)沖擊運動。

工作流量快速送入沖擊器，是正常工作條件下的唯一啟動條件，滿足啟動的工作流量快速射入，可使沖擊器在鉆孔中任何孔段工作。閥控液壓隨動系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)參數(shù)合理匹配的情況下，對結(jié)構(gòu)閥程、工作流量和背壓三個因素的變化敏感;背壓是沖擊器在鉆孔里工作時必然產(chǎn)生的，其大小隨粗徑鉆具和孔內(nèi)情況的不同而異，是不定因素;本沖擊器有較好的適應(yīng)背壓變化的特性，調(diào)節(jié)閥程或工作流量兩個中的一個或兩個都能使沖擊器的輸出獲得相應(yīng)的改變。

沖擊器的閥與活塞由于是同時受同一液力作用而往復(fù)運動，即使在工作流量和背壓大幅度迅速改變的情況下，也能及時準確地響應(yīng)，維持相應(yīng)的輸出。又由于閥控系統(tǒng)中除密封圈5、6外，均由剛性原件組成，匹配關(guān)系穩(wěn)定，且對各元件幾何參數(shù)的少量改變不敏感，因此在較長時間的使用過程中，雖有正常磨損等，仍能維持穩(wěn)定的沖擊運動。

承受背壓高低和適應(yīng)背壓變化的范圍，是液動沖擊器的一項重要性能指標，由于本沖擊器具有良好的耐背壓特性，在泵輸出功率許可范圍內(nèi)，沖擊頻率和沖擊功會隨背壓的升高而相應(yīng)增大，背壓的升高值可達5MPa。