[發(fā)明專利]一種反向沖擊的氣動沖擊器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910044399.2
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN101666211A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐海良;趙宏強
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: E21B10/32
• 分類號: E21B10/32;E21B7/04;E21B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水平定向鉆機所使用的一種擴孔鉆具，特別涉及到水平定向鉆機所使用的一種氣動反向沖擊擴孔鉆具。

技術(shù)背景

目前，非開挖水平定向鉆進鋪設(shè)管線的方法得到了廣泛應(yīng)用，其鋪管施工方法為：利用專門的水平定向鉆機，以可控鉆孔軌跡的方法在不同深度的地層鉆出小口徑導(dǎo)向孔，然后用擴孔鉆頭換下導(dǎo)向鉆頭，根據(jù)鋪設(shè)管徑的要求，逐級擴孔以達到需要的孔徑尺寸要求并鋪設(shè)管線。

采用水平定向鉆機在地質(zhì)條件較好的地層中鋪設(shè)管線施工方法為：首先采用一種非平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計的切削鉆具在地層中完成導(dǎo)向孔鉆進，然后采用擴孔切削鉆頭對導(dǎo)向孔進行擴孔并鋪設(shè)管道，而對于在巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中鋪設(shè)管線時，上述施工方法效率低，鉆具磨損嚴重。中國專利200420069184.9公開的水平定向鉆機用氣動沖擊錘，在巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中進行導(dǎo)向孔鉆進時，鉆進速度快，效率高，但目前還沒用一種十分有效的工具，對巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進行擴孔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供水平定向鉆機一種能對巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進行高效擴孔，且能對地下老舊管道進行破碎并擴孔一種反向沖擊的氣動沖擊器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：其包括活塞缸、活塞、控制閥、鉆頭和后封頭，所述活塞缸為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，通過螺紋及銷與鉆頭和后封頭相連接，后封頭上設(shè)有耳狀結(jié)構(gòu)用于回拖需要鋪設(shè)的管線。

所述活塞為圓柱結(jié)構(gòu)，置于活塞缸內(nèi)，在活塞的一端的軸向設(shè)有圓柱孔與控制閥相配合，并在圓柱孔合適位置的徑向設(shè)有通氣小圓孔，活塞外徑與活塞缸采用動配合，同樣控制閥與活塞軸向圓柱孔也采用動配合。

所述控制閥為階梯圓筒結(jié)構(gòu)，大圓筒端與活塞圓孔相配合，小圓筒端與鉆頭上的進氣孔螺紋相連接。

所述鉆頭有兩種結(jié)構(gòu)，一種為在鉆頭切削面上安裝有鉆齒，另一種為在鉆頭切削面上安裝有破碎刀，在鉆頭軸向中心設(shè)有一個進氣孔，在進氣孔周圍設(shè)有3-5個出氣孔，鉆頭進氣孔內(nèi)的螺紋與水平定向鉆機的鉆桿相連接。

反向氣動沖擊器屬于低頻、高沖擊能量型氣動沖擊設(shè)備，其工作原理為：反向氣動沖擊器的鉆頭與水平定向鉆機的鉆桿相連，空壓機通過鉆桿向反向氣動沖擊器提供高壓氣體，并通過鉆桿向其提供回轉(zhuǎn)運動，反向氣動沖擊器的活塞在高壓氣體的作用下，做往復(fù)運動，并撞擊鉆頭，提供沖擊能，鉆頭沖擊切削工作地層進行擴孔。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是一種用于對巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進行擴孔的反向氣動沖擊器，而圖2是一種用于老舊管線破碎并擴孔的反向氣動沖擊器，兩者的鉆頭結(jié)構(gòu)不同，一種為在鉆頭切削面上安裝有鉆齒，另一種為在鉆頭切削面上安裝有破碎刀。

參照圖1、圖2，本實施例包括活塞缸2、活塞3、控制閥4、鉆頭5和后封頭1，所述活塞缸2通過螺紋及銷與鉆頭5和后封頭1相連接，所述活塞3置于活塞缸4內(nèi)，所述控制閥4采用螺紋和銷與鉆頭5上的進氣孔螺紋相連接，另一端與活塞圓孔相配合，所述鉆頭5有兩種結(jié)構(gòu)，分別用于導(dǎo)向孔擴孔和老舊管線破碎并擴孔。

氣動沖擊器在工作過程中，氣室V2始終與高壓氣相通，而氣室V3通過鉆頭5上的出氣孔始終與外界相通。工作開始時，活塞3與鉆頭5相接觸，氣動沖擊器的氣室V1、V3與外界相通，活塞3在壓縮氣體的作用下運動。當(dāng)活塞3運動一定位置時，氣室V1、V2、V3之間的氣體通道被控制閥4切斷，活塞3在氣室V2內(nèi)的高壓氣作用下加速運動，而氣室V1內(nèi)的壓力逐漸升高。當(dāng)活塞3運動一定位置時，氣室V1與V2將相通而與氣室V3切斷，由于氣室V1內(nèi)氣體對活塞3的作用力大于氣室V2，因此，活塞3的運動速度逐漸降低至零后向反向加速運動。當(dāng)活塞3反向運動至一定位置時，氣室V1、V2、V3之間的氣體通道被控制閥4切斷，活塞3在氣室V1和V2壓力差的作用下向反向繼續(xù)加速運動。當(dāng)活塞3運動至一定位置時，氣室V1、V3與外界相通而與氣室V2切斷，氣室V1和V3的壓力將逐漸降低，但活塞3在慣性力的作用繼續(xù)運動并與鉆頭5碰撞，氣動沖擊器完成一個工作行程并繼續(xù)下一個工作行程。