[发明专利]一种气动冲击扩孔器及扩孔施工工艺

说明书

本发明公开了一种气动冲击扩孔器及扩孔施工工艺，包括上接头、上端盖、芯轴、外缸、冲锤和钻头，上接头采用转换扣型上接头，上接头与芯轴连接，上端盖通过螺纹连接芯轴和外缸，外缸内依次套装有支撑套和衬套，冲锤套装在衬套、外缸和间隔套内部，钻头通过花键套固定安装在外缸内部，钻头远离上接头一端设置有扶正接头，扶正接头上设置多个导气孔和导液孔；本发明一种气动冲击扩孔器及扩孔施工工艺，该种气动冲击扩孔器与捆绑式冲击扩孔器相比，结构更简单，没有焊接部件，整体上更耐冲击，工作更可靠；该种气动冲击扩孔器因其冲锤的有效冲击质量要比捆绑式冲击扩孔器的大很多，所以能达到更大的冲击功，破岩效率也会高很多。

技术领域

本发明涉及扩孔器技术领域，特别涉及一种气动冲击扩孔器及扩孔施工工艺。

背景技术

在水平定向穿越铺管施工过程中，扩孔器用于先导孔施工完成后的扩孔施工。现有用于岩石地层的扩孔器有：捆绑式冲击扩孔器、牙轮扩孔器、滚刀扩孔器，采用这些扩孔器进行水平定向穿越铺管施工存在一定的缺陷。

(1)捆绑式冲击扩孔器是用数个常规潜孔冲击器及钻头捆绑在芯轴上来实现大直径扩孔功能的，存在着如下缺点：1).捆绑结构复杂，可靠性低；2).钻头不可避免地产生偏磨现象。因为这些缺陷的存在，捆绑式冲击扩孔器并没有在市场得到推广应用。

(2)现有的牙轮扩孔器、滚刀扩孔器等，在硬岩扩孔钻进中钻进效率低，并且要使用大量的高配比泥浆，施工成本高。

(3)现有的扩孔施工工艺均采用泥浆排屑，要想有效排出钻孔内的岩屑，必须大量使用高配比泥浆，将会增大泥浆的使用成本。而且即使用了高配比泥浆，仍然有较大颗粒的岩屑存留于孔内，需要钻头进行二次破碎，影响了扩孔钻进效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气动冲击扩孔器及扩孔施工工艺，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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、上端盖、芯轴、外缸、冲锤和钻头，所述上接头采用转换扣型上接头，所述上接头与送气端连接，所述上接头与芯轴连接，所述芯轴位于外缸的中心轴上，所述上端盖通过螺纹连接芯轴和外缸，所述外缸内依次套装有支撑套和衬套，所述冲锤套装在衬套、外缸和间隔套内部，所述衬套和间隔套分别位于冲锤的两端，所述钻头通过花键套固定安装在外缸内部，且所述钻头位于外缸内远离上接头一端，所述钻头远离上接头一端设置有扶正接头，所述扶正接头连接于芯轴远离上接头一端，所述扶正接头在使用时与送液端的钻杆相连接，所述扶正接头靠近芯轴一端的内部设置有弹簧，所述花键套通过螺纹与外缸连接。

优选的，所述花键套位于外缸内部一端设置有挡套，所述挡套用于防止钻头从外缸内脱出，所述挡套为两个半圆形结构，所述挡套上套装有O型圈，所述O型圈用于防止两个半圆形的挡套脱开。

优选的，所述上端盖与支撑套和外缸接触一端设置有减震垫，所述减震垫用于减小冲锤冲击时对外缸、上端盖和芯轴的冲击力。

优选的，所述芯轴靠近扶正接头一端开设有中心孔，所述中心孔内安装有止逆阀，所述止逆阀的外表面与中心孔内壁接触一端套装有密封圈。

优选的，所述扶正接头上开设有多个导气孔和导液孔。

一种气动冲击扩孔器钻杆内排屑扩孔工艺，包括如下步骤：

S1、在扩孔器的芯轴或者扶正接头上设置多个导气孔和导液孔，导气孔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；