[其他]具有两种排渣方式的潜孔钻具

说明书

本发明涉及到供钻岩用的钻具。更具体地是一种能配用中心有孔或中心无孔钻头的潜孔钻具。

在本发明之前，有人设计了一种潜孔型钻岩机，试图解决能在广泛风压条件下作业，以提高钻孔的速度。但是这种类型的钻岩机，仍然分有阀或无阀配气，在排渣形式上采取中心或旁侧排渣，而且各自配有互不通用的中心有孔或中心无孔钻头。不仅如此，这种类型的钻岩机在作业时，遇到松、软、硬有裂缝等复杂岩层时，其钻头结构又受到限制，以致塌孔、卡钻频繁，钻速急剧下降，一些松、软物卡死活塞，造成不能正常作业。

本发明的目的在于，设计的潜孔钻具，能够解决活塞在冲程和回程的瞬间使其风压能得到充分利用;并且具有中心和旁侧排渣的效果;同时能配用各种结构形式的钻头，特别是一种中心有孔螺旋结构形式的钻头，以适应在复杂岩层上正常潜孔的需要。

本发明潜孔钻具为了达到上述目的，在设计上采取了以下结构和部件，即由一个圆锥体，其上端有一接口连接压缩空气源，下端连接一个抗磨损的外壳与一个接在外壳下端的卡钻套以卡住钻头;在外壳内设有一个皱形分离伞和异物储藏室，在皱形分离伞下端设有一个分离器，其内腔有呈不规则凸凹状的气压分配室和圆锥换向器，在圆锥换向器两侧有一换向气座，当压缩空气进入时，在上述结构的作用下，将压缩空气分配在外壳内壁与内缸之间的两个风压通道里循环，使上、下气室形成各自的风压回路。在活塞与内缸配合之间，活塞设有一压差通道，活塞上端设置补充气室，其下端与气道交换器相匹配，在活塞上、下运动的作用下将风流变换到螺旋钻钻头的中心气道或旁侧气道里，无孔活塞在风压作用下，上、下冲击运动作功能使螺旋钻头进行冲击破碎岩层，同时对螺旋钻头的中心气道风流进行挤压喷射，实现中心和旁侧同时排渣。

本发明设计的圆锥换向器重量与活塞重量之比在0.1∶0.15的范围;活塞直径与潜孔孔径之比在0.6∶0.61的范围;下气室进气截面与上气室进气截面之比在0.65∶0.66的范围;补充气室直径与上气室直径之比在0.72∶0.725的范围;补充气室深度与上气室直径之比在0.26∶0.27的范围;压差通道截面与下气室进气截面之比在0.2∶0.215的范围;螺旋钻头的底截面与潜孔孔径之比在1∶2的范围;无孔活塞上截面是中心气道截面的2.9～3倍，气压分配室腔内呈不规则凸凹形状;两个风压通道在外壳内壁与内缸之间。

由于上述条件，本发明潜孔钻具在对比试验实例中，取得了难以预料的积极效果，在广泛风压条件下，特别是在4～6kg/cm²的低风压下作业，与传统的和欧洲专利局1984年5月公报的刊号0099594A2专利文献所述及国内同类型的潜孔钻具作对比试验更显示了本发明的优越性和积极效果。以下面例举试验实例。

本发明与J150中心有孔的球齿钻头配用，排渣中心旁侧同时进行，与三段式150旁侧排渣的潜孔钻具作台班潜孔效率比较，试验用YQ150A型潜孔钻机，钻机共两根钻杆、移速30转/分，由操作人员在石灰岩层进行，8小时为一台班，试验记录见表一：