專利名稱：一種反向沖擊的氣動沖擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水平定向鉆機(jī)所使用的一種擴(kuò)孔鉆具，特別涉及到水平定向鉆機(jī)所使用的一 種氣動反向沖擊擴(kuò)孔鉆具。
背景技術(shù)：
目前，非開挖水平定向鉆進(jìn)鋪設(shè)管線的方法得到了廣泛應(yīng)用，其鋪管施工方法為利用 專門的水平定向鉆機(jī)，以可控鉆孔軌跡的方法在不同深度的地層鉆出小口徑導(dǎo)向孔，然后用 擴(kuò)孔鉆頭換下導(dǎo)向鉆頭，根據(jù)鋪設(shè)管徑的要求，逐級擴(kuò)孔以達(dá)到需要的孔徑尺寸要求并鋪設(shè) 管線。
采用水平定向鉆機(jī)在地質(zhì)條件較好的地層中鋪設(shè)管線施工方法為首先采用一種非平衡 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的切削鉆具在地層中完成導(dǎo)向孔鉆進(jìn)，然后采用擴(kuò)孔切削鉆頭對導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔并 鋪設(shè)管道，而對于在巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中鋪設(shè)管線時(shí)，上述施工方法效率低，鉆具磨
損嚴(yán)重。中國專利200420069184. 9公開的水平定向鉆機(jī)用氣動沖擊錘，在巖石、卵礫石等復(fù) 雜地層中進(jìn)行導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時(shí)，鉆進(jìn)速度快，效率高，但目前還沒用一種十分有效的工具，對 巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供水平定向鉆機(jī)一種能對巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進(jìn)行 高效擴(kuò)孔，且能對地下老舊管道進(jìn)行破碎并擴(kuò)孔一種反向沖擊的氣動沖擊器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的其包括活塞缸、活塞、控制閥、鉆頭和
后封頭，所述活塞缸為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，通過螺紋及銷與鉆頭和后封頭相連接，后封頭上設(shè)有 耳狀結(jié)構(gòu)用于回拖需要鋪設(shè)的管線。
所述活塞為圓柱結(jié)構(gòu)，置于活塞缸內(nèi)，在活塞的一端的軸向設(shè)有圓柱孔與控制閥相配合，
3并在圓柱孔合適位置的徑向設(shè)有通氣小圓孔，活塞外徑與活塞缸采用動配合，同樣控制閥與 活塞軸向圓柱孔也采用動配合。
所述控制閥為階梯圓筒結(jié)構(gòu)，大圓筒端與活塞圓孔相配合，小圓筒端與鉆頭上的進(jìn)氣孔 螺紋相連接。
所述鉆頭有兩種結(jié)構(gòu)， 一種為在鉆頭切削面上安裝有鉆齒，另一種為在鉆頭切削面上安 裝有破碎刀，在鉆頭軸向中心設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣孔，在進(jìn)氣孔周圍設(shè)有3-5個(gè)出氣孔，鉆頭進(jìn)氣 孔內(nèi)的螺紋與水平定向鉆機(jī)的鉆桿相連接。
反向氣動沖擊器屬于低頻、高沖擊能量型氣動沖擊設(shè)備，其工作原理為反向氣動沖擊 器的鉆頭與水平定向鉆機(jī)的鉆桿相連，空壓機(jī)通過鉆桿向反向氣動沖擊器提供高壓氣體，并 通過鉆桿向其提供回轉(zhuǎn)運(yùn)動，反向氣動沖擊器的活塞在高壓氣體的作用下，做往復(fù)運(yùn)動，并 撞擊鉆頭，提供沖擊能，鉆頭沖擊切削工作地層進(jìn)行擴(kuò)孔。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖l是一種用于對巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔的反向氣動沖擊器，而 圖2是一種用于老舊管線破碎并擴(kuò)孔的反向氣動沖擊器，兩者的鉆頭結(jié)構(gòu)不同， 一種為在鉆 頭切削面上安裝有鉆齒，另一種為在鉆頭切削面上安裝有破碎刀。
參照圖l、圖2，本實(shí)施例包括活塞缸2 、活塞3 、控制閥4 、鉆頭5和后封頭1，所 述活塞缸2通過螺紋及銷與鉆頭5和后封頭1相連接，所述活塞3置于活塞缸4內(nèi)，所述控 制閥4采用螺紋和銷與鉆頭5上的進(jìn)氣孔螺紋相連接，另一端與活塞圓孔相配合，所述鉆頭5有兩種結(jié)構(gòu)，分別用于導(dǎo)向孔擴(kuò)孔和老舊管線破碎并擴(kuò)孔。
氣動沖擊器在工作過程中，氣室V2始終與高壓氣相通，而氣室V3通過鉆頭5上的出氣 孔始終與外界相通。工作開始時(shí)，活塞3與鉆頭5相接觸，氣動沖擊器的氣室V1、 V3與外界 相通，活塞3在壓縮氣體的作用下運(yùn)動。當(dāng)活塞3運(yùn)動一定位置時(shí)，氣室V1、 V2、 V3之間的 氣體通道被控制閥4切斷，活塞3在氣室V2內(nèi)的高壓氣作用下加速運(yùn)動，而氣室VI內(nèi)的壓 力逐漸升高。當(dāng)活塞3運(yùn)動一定位置時(shí)，氣室V1與V2將相通而與氣室V3切斷，由于氣室 VI內(nèi)氣體對活塞3的作用力大于氣室V2，因此，活塞3的運(yùn)動速度逐漸降低至零后向反向加 速運(yùn)動。當(dāng)活塞3反向運(yùn)動至一定位置時(shí)，氣室VI、 V2、 V3之間的氣體通道被控制閥4切斷， 活塞3在氣室VI和V2壓力差的作用下向反向繼續(xù)加速運(yùn)動。當(dāng)活塞3運(yùn)動至一定位置時(shí)， 氣室V1、 V3與外界相通而與氣室V2切斷，氣室V1和V3的壓力將逐漸降低，但活塞3在慣 性力的作用繼續(xù)運(yùn)動并與鉆頭5碰撞，氣動沖擊器完成一個(gè)工作行程并繼續(xù)下一個(gè)工作行程。
權(quán)利要求
1、一種反向沖擊的氣動沖擊器，其包括活塞缸、活塞、控制閥、鉆頭和后封頭，所述活塞缸為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，與鉆頭和后封頭相連接；所述活塞為圓柱結(jié)構(gòu)，置于活塞缸內(nèi)，在活塞的一端的軸向設(shè)有圓柱孔；所述控制閥為階梯圓筒結(jié)構(gòu)，大圓筒端與活塞圓柱孔采用動配合，小圓筒端與鉆頭上的進(jìn)氣孔螺紋相連接；所述鉆頭在其切削面上安裝有鉆齒，在其軸向中心設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣孔，在進(jìn)氣孔周圍設(shè)有3-5個(gè)出氣孔，鉆頭進(jìn)氣孔內(nèi)的螺紋與水平定向鉆機(jī)的鉆桿相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向沖擊的氣動沖擊器，其特征在于，所述反向沖擊的氣動沖擊器的鉆頭的另一種結(jié)構(gòu)為在鉆頭切削面上安裝有破碎刀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向沖擊的氣動沖擊器，其特征在于，所述反向沖擊的氣動沖擊器的活塞外徑與活塞缸內(nèi)徑采用動配合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向沖擊的氣動沖擊器，其特征在于，所述反向沖擊的氣動沖擊器的活塞缸與鉆頭和后封頭采用螺紋與銷相連接。
全文摘要
一種反向沖擊的氣動沖擊器，其包括活塞缸、活塞、控制閥、鉆頭和后封頭，所述活塞缸為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，與鉆頭和后封頭相連接；所述活塞為圓柱結(jié)構(gòu)，置于活塞缸內(nèi)，在活塞的一端的軸向設(shè)有圓柱孔；所述控制閥為階梯圓筒結(jié)構(gòu)，大圓筒端與活塞的圓柱孔相配合，小圓筒端與鉆頭上的進(jìn)氣孔螺紋相連接；所述鉆頭有兩種結(jié)構(gòu)，一種為在鉆頭切削面上安裝有鉆齒，另一種為在鉆頭切削面上安裝有破碎刀，在鉆頭軸向中心設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣孔，在進(jìn)氣孔周圍設(shè)有3-5個(gè)出氣孔，鉆頭進(jìn)氣孔內(nèi)的螺紋與鉆機(jī)鉆桿相連接。本發(fā)明屬于低頻、高沖擊能量型氣動沖擊設(shè)備，能對巖石、卵礫石等復(fù)雜地層中的導(dǎo)向孔進(jìn)行高效擴(kuò)孔，并能對地下老舊管道進(jìn)行破碎并擴(kuò)孔。
文檔編號E21B10/32GK101666211SQ200910044399
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者徐海良, 趙宏強(qiáng) 申請人:中南大學(xué)