[实用新型]机械潜孔冲击器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种潜孔冲击器，尤其涉及一种机械潜孔冲击器，在水下、岩石层、深孔钻进时据有明显优势，技术领先，属于钻进机械技术领域。

技术背景

现在实际生产中应用广泛的冲击器有以下几种：气动潜孔冲击器、液动潜孔冲击器、机械冲击器。1、气动潜孔冲击器：是由压缩空气作动力推动滑块运动，滑块运动冲击其他物体的机械装置。又分有阀门和无阀门两种，如空气锤、风镐、潜孔冲击器等。气动潜孔冲击器优点很多，特别是在钻进岩石方面，不怕硬岩石、速度快而倍受青睐，近年来大有取代回转钻机之势；但在使用的过程中人们也发现，它有很多难以克服弊端：(1)局限性大，如J-215B潜孔冲击器，配备一台20M³/min的空压机供气，井口直径219毫米，深不能超过80米，即使是井口变径159毫米，用两台20M³/min空压机供气，也很难到达120米深；泥土沙石层无法钻进，需要另外钻机钻进，到岩石层后再用气动潜孔冲击器。〔2〕井孔壁有夹层的不能扩孔，遇到烂茬石层容易塌方，井出水量超过20吨/小时水时打不了，返不了石削。原因是井深增加了就增加了压力差，该压力差抵消了压缩空气的压力，使冲击器入口和出口的压力差变小，冲击无力、频率降低，水量大也会如此结果。井口口径大了，井孔内空间大了，冲击器排出的气体扩散的特别快，气体压力迅速降低，井底气体到井口的流速变慢，不利于返石削，会造成大量石削滞留井底或悬浮在半空，增加了危险性，所以局限性很大。(3)故障率高，冲击器要求清洁度特别高，有一点沙子就不工作。每班都要检修清洁。(4)能耗高，一台20M³/min空压机需用270-320马力柴油机带动，再加钻机本身的发动机1822马力，需要同时工作，井深时还需要备第二台空压机，能耗非常高，费用大。(5)人员多，每个设备都需要人员管理，投入大。2液压潜孔冲击器：是以压力油作动力推动滑块运动，滑块运动冲击钎头的机械装置，如挖掘机上的挖掘钎搞。据介绍油田有使用，钻孔深度已达3000米以上。暂时还没有看到在打水井方面应用。3机械冲击器：是以电机作动力源，以机械传动的方式使滑块运动，滑块运动冲击钎头的机械装置，多为曲柄连杆机构形式。除了小型冲击手电钻、电镐等手持在地面上广泛使用外，目前还没有看到机械潜孔冲击器在地下打孔的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种机械潜孔冲击器，是用潜水电机为冲击器提供动力，机械潜孔冲击器是将潜水电机、传动轴、变速机构、凸轮连杆机构、冲击器、缓冲器等设置到圆筒形的外壳内，即所说的钻杆内制作成的，经变速机构降速增扭后输出，一路连接套筒凸轮机构，套筒凸轮机构连接锤头，锤头冲击钻头，另一路输出连接三级变速机构，降速增扭后带动钻头转动；由于采用一体化设计，井孔深了只是增加了电缆线长度，没有改变电机和冲击器的相对位置，内置两条给水通道，钻头顶部设有两个喷水口，钻头上设有导流槽，采用正循环技术，(反循环技术亦可，只是排削方式有区别，但效果相同)在地面上利用往复泵将井中的水、石削、泥沙排到井外，冲击器的冲击功率不受井孔直径大小、井孔深、井孔内出水量大小及地质结构的限制；不需辅助设备，安装施工快，投入人力少，节约生产成本，降低能耗，降低噪音，改善施工环境，提高成井率，与气动潜孔冲击器、液压潜孔冲击器相比较，在各种复杂地理环境打深水井具有明显优势。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：机械潜孔冲击器，它是由旋转传动系统、冲击传动系统、行星齿轮减速机构、套筒凸轮连杆机构、直线导轨滑动结构、转套连接结构、密封结构、外壳和内壁支撑结构、储能冲击装置、主副锤延时装置、主锤体缓冲装置、凸轮缓冲装置、给水和排屑通道组成。在外壳内部上端固定有潜水电机，经联轴器连接旋转和冲击传动系统，旋转和冲击传动系统连接置于外壳下端的钻头。在外壳内设有内壁支撑结构，其两端采用机械密封装置与传动系统密封连接。

所述的旋转传动系统，参阅图1至图6，它是由螺栓固定在外壳上的潜水电机通过联轴器与一轴传动连接，一轴经行星齿轮，由齿圈支撑，通过传动销轴与二轴传动连接，二轴经行星齿轮、由齿圈支撑，通过传动销轴与三轴传动连接，三轴与四轴通过螺纹连接，四轴经行星齿轮、由齿圈支撑，通过传动销轴与五轴传动连接，五轴通过花键与钻头传动连接。

所述的冲击传动系统，参阅图1，图4至图6，它是在四轴中部横向设有滑动转轴，其外轴头与套筒凸轮上的凸轮工作面滑动连接，套筒凸轮与连杆通过燕尾槽连接，连杆与副锤体通过连杆锁定卡块凹槽连接，副锤体依次连接主锤体、锤头、钻头。