[发明专利]一种气动冲击扩孔器及扩孔施工工艺

权利要求书

1.一种气动冲击扩孔器，扩孔器通过钻杆连接钻机，包括上接头(1)、上端盖(2)、芯轴(7)、外缸(5)、冲锤(6)和钻头(13)，其特征在于，所述上接头(1)采用转换扣型上接头(1)，所述上接头(1)与送气端连接，所述上接头(1)与芯轴(7)连接，所述芯轴(7)位于外缸(5)的中心轴上，所述上端盖(2)通过螺纹连接芯轴(7)和外缸(5)，所述外缸(5)内依次套装有支撑套(3)和衬套(4)，所述冲锤(6)套装在衬套(4)、外缸(5)和间隔套(8)内部，所述衬套(4)和间隔套(8)分别位于冲锤(6)的两端，所述钻头(13)通过花键套(12)固定安装在外缸(5)内部，且所述钻头(13)位于外缸(5)内远离上接头(1)一端，所述钻头(13)远离上接头(1)一端设置有扶正接头(14)，所述扶正接头(14)连接于芯轴(7)远离上接头(1)一端，所述扶正接头(14)在使用时与送液端的钻杆相连接，所述扶正接头(14)靠近芯轴(7)一端的内部设置有弹簧(11)，所述花键套(12)通过螺纹与外缸(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种气动冲击扩孔器，其特征在于，所述花键套(12)位于外缸(5)内部一端设置有挡套(9)，所述挡套(9)用于防止钻头(13)从外缸(5)内脱出，所述挡套(9)为两个半圆形结构，所述挡套(9)上套装有O型圈(16)，所述O型圈(16)用于防止两个半圆形的挡套(9)脱开。

3.根据权利要求1所述的一种气动冲击扩孔器，其特征在于，所述上端盖(2)与支撑套(3)和外缸(5)接触一端设置有减震垫(15)，所述减震垫(15)用于减小冲锤(6)冲击时对外缸(5)、上端盖(2)和芯轴(7)的冲击力。

4.根据权利要求1所述的一种气动冲击扩孔器，其特征在于，所述芯轴(7)靠近扶正接头(14)一端开设有中心孔，所述中心孔内安装有止逆阀(10)，所述止逆阀(10)的外表面与中心孔内壁接触一端套装有密封圈(17)。

5.根据权利要求1所述的一种气动冲击扩孔器，其特征在于，所述扶正接头(14)上开设有多个导气孔(18)和导液孔(19)。

6.一种气动冲击扩孔器钻杆内排屑扩孔工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在扩孔器的芯轴(7)或者扶正接头(14)上设置多个导气孔(18)和导液孔(19)，导气孔(18)作为压缩空气从送气端钻杆通过扩孔器内部后进入钻孔的通道，导液孔(19)作为泥浆、清水或泡沫液从送液端通过钻杆进入钻孔内的通道；

S2、先导孔施工完成后，取下导向钻头，将扩孔器的送液端连接到之前连接导向钻头的钻杆上，送气端钻杆再通过旋转接头和高压胶管与空压机相连；

S3、通过空压机从送气端钻杆输入压缩空气，压缩空气通过扩孔器后被导向芯轴(7)，经过止逆阀(10)、导气孔(18)进入钻孔，经过钻头(13)的工作面冷却钻头(13)并冲洗掉岩屑后，携带孔内液体和部分岩屑上返到地面的沉淀池中；

S4、在钻进一段时间后，孔内没有排出的岩屑集聚得比较多，此时推动钻杆使扩孔器离开工作面，冲锤(6)停止冲击工作，压缩空气通往芯轴(7)的释放通道被打开，大量的压缩空气经过止逆阀(10)、导气孔(18)进入钻孔内，将孔内集聚的岩屑高速地带出钻孔到达地面的沉淀池中，此过程称之为清孔，清孔前及清孔过程中，通过送液端钻杆向孔内输送泥浆、清水或泡沫液，这些液体便与压缩空气相混合形成携带能力更强的气液混合物，提高清孔效果，正常钻进与清孔交替作业，从而完成扩孔工作。