[发明专利]一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤

说明书

本发明公开了一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，并且具备双向冲击功能工艺气动潜孔锤，包括压力扭矩传输组件、尾部配气组件、气缸活塞配气组件、钻头及钻头扭矩传输组件。该新型双向气动潜孔锤，既拥有了能在土层及松散的砂、卵石地层中快速冲击挤密钻进成孔能力，且孔壁光滑、不易垮孔、钻孔质量高，又解决了潜孔锤钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层时成孔困难的问题，可实现在复杂地层深部顺利钻进成孔，最大程度发挥双向气动潜孔锤技术的优势，又极大的拓宽了其应用范围。

技术领域

本发明属于钻进工程成孔施工领域,是一种适用于深孔复杂地层气动成孔的工具、具体涉及一种可排粉的无阀式配气双向气动潜孔锤。

背景技术

在现有的成孔技术中，气动潜孔锤是解决复杂地层成孔难的问题的有效办法。尤其在坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层，气动潜孔锤相对于长螺旋钻进等普通钻进效率和效果更佳，但在坚硬岩石地层、破碎地层以及不均匀地层等复杂地层的钻进中，气动潜孔锤也容易发生卡钻、埋钻等事故，造成潜孔锤无法拔出而整体报废。

双向气动潜孔锤，其特点是双向冲击回转挤密成孔钻进，适用于松散土层等可压缩地层钻进，钻进速度快，成孔过程中还提高了地层的密实性，孔壁较稳定，即使提钻时遇到较大阻力，还可使用反向冲击功能避免卡钻、埋钻事故发生。但是目前所常见的双向气动潜孔锤不具备排粉能力，完全靠钻具挤扩成孔。不具备排粉功能的双向气动潜孔锤在钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层中遇到漂石、孤石时成孔困难，效率低下，进度缓慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层深部成孔钻进的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤。来解决双向气动潜孔锤在钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层中遇到漂石、孤石时成孔困难，效率低下，进度缓慢的问题。其结构的功能性特征具有实现双向冲击、局部反循环排粉的能力。本发明的特点还包括低冲击频率，高冲击功；无阀式配气方式；双气缸结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：所述一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤包括压力传输机构、尾部配气机构、气缸活塞配气机构、钻头及钻头扭矩传输机构；

所述的压力传输装置包括：花键轴、花键轴接头、后轴套a、外管；

所述尾部配气装置包括：花键轴接头、花键轴、后轴套a、弹簧、弹簧限位环、后轴套b、心管a组成；

所述气缸活塞配气装置包括：心管a、内缸、活塞、衬套、心管b；

所述钻头及钻头扭矩传输装置包括:钻头体、钻头基座、合金柱齿、钻头卡环；

技术方案中所述花键轴接头右端嵌入花键轴左端，两者之间通过花键连接。花键轴左端嵌入后轴套a，两者之间通过花键连接。花键轴右端嵌入后轴套b中，两者之间采用过渡配合。

技术方案中所述后轴套b右端为环腔b；

技术方案中所述弹簧安置在花键轴右端外侧，夹在后轴a与花键轴右端之间的间隙，弹簧右端有弹簧限位器；

技术方案中所述活塞为轴式结构件位于外管内部，活塞较为细长，活塞右端和衬套配作，活塞上沿轴向设置有与心管b配装的中心中心通孔。隔套位于外套与活塞的间隙处。活塞在右端面可与钻头体接触。

技术方案中所述钻头体与钻头基座通过花键联结；

为了达到上述目的，对尾部配气机构做了如下设计，气体通过花键轴接头上的进气通道，进入环腔a，经花键轴上的进气孔、后轴套b上的进气孔、环腔b、内缸上的进气孔、活塞上的气槽到达后气室，驱动活塞工作。潜孔锤工作后的废气及携带的岩粉经心管a通道、花键轴中心通道进入花键轴接头上的排气通道排出到钻杆与孔壁的间隙中。