專利名稱：無閥中空式取芯多用潛孔錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無閥中空式取芯多用潛孔錘，是適用于各種基巖地層地質(zhì)勘探的，用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)能采取塊狀巖芯的鉆具。
潛孔錘鉆進(jìn)，是一種高效低耗的鉆進(jìn)方法，國(guó)內(nèi)外有多種潛孔錘產(chǎn)品出售，但這類產(chǎn)品均為全面鉆進(jìn)用潛孔錘，只能采取巖屑，無法采取塊狀巖芯，不能更好地滿足地質(zhì)勘探工作的要求。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，氣道暢通，能采取塊狀巖芯的鉆具。可實(shí)現(xiàn)提鉆取芯，繩索取芯和雙壁鉆桿反循環(huán)連續(xù)取芯。
該實(shí)用新型由通用接頭，加長(zhǎng)巖芯管，加長(zhǎng)外缸的沖擊器和鉆頭兩部分組成。包括通用接頭，環(huán)狀止逆閥，中空結(jié)構(gòu)活塞，布置有進(jìn)排氣道的外缸套、外缸、巖芯管，卡釬套，有直孔狀巖芯通道的取芯鉆頭等主要部件。通用接頭，加長(zhǎng)外缸、聯(lián)接套、外缸、卡釬套之間以螺紋聯(lián)接。鉆頭與卡釬套采用兼做排氣道的自鎖花鍵聯(lián)接。
附圖無閥中空式取芯多用潛孔錘縱剖面示意圖。
結(jié)合

本實(shí)用新型的目的是如何實(shí)現(xiàn)的，沖擊器部分由通用接頭1、加長(zhǎng)外缸22、聯(lián)接套5、外缸19，卡釬套20聯(lián)接成一體，高壓空氣通過通用接頭1、止逆閥2及園環(huán)狀止逆閥3進(jìn)入加長(zhǎng)巖芯管4與聯(lián)接套5間的環(huán)空氣道及外缸套6上的進(jìn)氣槽7和進(jìn)氣孔8，經(jīng)活塞9上的讓氣環(huán)槽10，外缸套6內(nèi)側(cè)下進(jìn)氣槽11進(jìn)入下氣室12，高壓空氣推動(dòng)活塞9上行，此時(shí)上氣室15通過上排氣孔16與外界相通排氣?；钊?在巖芯管13與外缸套6間運(yùn)行至封閉下進(jìn)氣槽11，下氣室12停止進(jìn)氣，高壓空氣膨脹，推動(dòng)活塞9繼續(xù)向上運(yùn)行，同時(shí)活塞9將外缸套6的上排氣孔16封閉，上氣室15內(nèi)低壓空氣被壓縮，活塞9運(yùn)行到讓氣環(huán)槽10與外缸套6內(nèi)側(cè)上進(jìn)氣槽14相通時(shí)，高壓空氣進(jìn)入上氣室15，同時(shí)外缸套6上的下排氣孔17被打開，下氣室12與外界相通排氣。活塞減速上行至速度為零。至此活塞上舉行程結(jié)束，轉(zhuǎn)入沖擊行程。
此時(shí)，上氣室15為高壓進(jìn)氣狀態(tài)，下氣室12為排氣低壓狀態(tài)。在上下氣室壓差作用下，活塞9加速下行，當(dāng)活塞9將上進(jìn)氣槽14和下排氣孔17封閉時(shí)，上氣室15內(nèi)高壓空氣膨脹，下氣室12內(nèi)低壓空氣被壓縮，此時(shí)，上氣室15內(nèi)氣壓高于下氣室12的氣壓，活塞9繼續(xù)加速下沖，當(dāng)下進(jìn)氣槽11及上排氣孔16被打開時(shí)，下氣室12轉(zhuǎn)入進(jìn)氣狀態(tài)，上氣室15則為排氣，活塞9稍減速仍以高速?zèng)_擊鉆頭21尾部砧面，將大部分沖擊能量傳給鉆頭21破碎巖石。沖擊后，活塞9彈起轉(zhuǎn)入上舉行程，進(jìn)入下一次工作循環(huán)。鉆頭21下巖石破碎面為環(huán)狀，中間巖芯部分通過鉆頭巖芯通道進(jìn)入巖芯管13和加長(zhǎng)巖芯管4得以收集和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)取芯目的。
當(dāng)鉆具提離孔底時(shí)，為徹底防止發(fā)生“空打”現(xiàn)象，本實(shí)用新型在外缸套6內(nèi)下部設(shè)有一斷氣凸臺(tái)18，以切斷下氣室12進(jìn)氣通路。
本實(shí)用新型去掉通用接頭1，止逆閥2，換接雙壁鉆桿接頭后，可進(jìn)行繩索取芯鉆進(jìn)和反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)。換用全面鉆進(jìn)鉆頭可進(jìn)行全面鉆進(jìn)，換用擴(kuò)孔鉆頭可進(jìn)行擴(kuò)孔。
本潛孔錘主要技術(shù)參數(shù)鉆頭直徑165－170毫米巖芯通孔直徑70毫米容納巖芯長(zhǎng)度2500(可變)毫米當(dāng)風(fēng)壓為0.5－0.9兆帕?xí)r單次沖擊功100－200焦?fàn)枦_擊頻率14－20赫茲耗風(fēng)量5－8立方米／分配用鉆桿內(nèi)平φ89或114／70毫米雙壁鉆桿本實(shí)用新型在7級(jí)破碎白云巖鉆進(jìn)施工中，平均小時(shí)進(jìn)尺16.74米，與現(xiàn)有常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)以平均小時(shí)進(jìn)尺2米相比，提高時(shí)效8倍左右，巖芯采取率為80％以上，在同一鉆孔深155米，水柱高90米時(shí)，鉆進(jìn)1.6米，用5分鐘，時(shí)效19.2米／小時(shí)，巖芯采取率81％。
權(quán)利要求1.一種壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的潛孔錘，其特征在于由通用接頭，加長(zhǎng)巖芯管、加長(zhǎng)外缸的沖擊器和鉆頭兩部分組成，通用接頭用于沖擊器與配用鉆桿的聯(lián)結(jié)，沖擊器把壓縮空氣的位能轉(zhuǎn)換成活塞的動(dòng)能傳給鉆頭破碎巖石，沖擊器與鉆頭采用兼做排氣道的自鎖花鍵聯(lián)接，鉆頭直孔，沖擊器內(nèi)的巖芯管和加長(zhǎng)巖芯管構(gòu)成不與氣道相通的獨(dú)立的中空巖芯通道。
2.按權(quán)利要求1所述的潛孔錘，其特征在于沖擊器是由環(huán)狀止逆閥，中空結(jié)構(gòu)活塞，布置有進(jìn)排氣道的外缸套，外缸，巖芯管，卡釬套組成。
3.按權(quán)利要求2所述的外缸套，其特征在于進(jìn)氣道都布置在外缸套上。
4.按權(quán)利要求2所述的沖擊器，其特征在于外缸套內(nèi)下部有一斷氣凸臺(tái)，其作用是防止“空打”。
5.按權(quán)利要求2所述的中空結(jié)構(gòu)活塞，其特征在于它在巖芯管及外缸套內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.按權(quán)利要求1所述的巖芯管及加長(zhǎng)巖芯管，其特征在于在上述二管內(nèi)無氣流通過，而所獲的塊狀巖芯的其內(nèi)得到容納與保護(hù)。
7.按權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于采用兼做排氣道的自鎖花鍵與沖擊器聯(lián)結(jié)，便于裝卸，充分利用空間，增加鉆頭強(qiáng)度。
8.按權(quán)利要求1、2所述的潛孔錘，其特征在于去掉通用接頭、止逆閥，換接雙壁鉆桿接頭后，可進(jìn)行繩索取芯鉆進(jìn)和反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)。
9.按權(quán)利要求1所述的潛孔錘，其特征在于換用全面鉆進(jìn)鉆頭可進(jìn)行全面鉆進(jìn)或換用擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔。
專利摘要無閥中空式取芯多用潛孔錘，適用于各種基巖地層地質(zhì)勘探，是用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)能采取塊狀巖芯，可實(shí)現(xiàn)提鉆取芯，繩索取芯和雙壁鉆桿反循環(huán)連續(xù)取芯的鉆具。由通用接頭、加長(zhǎng)巖芯管和加長(zhǎng)外缸的沖擊器和鉆頭兩部分組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，高效低耗，在7級(jí)破碎白云巖地質(zhì)中鉆進(jìn)，平均小時(shí)進(jìn)尺16.74米，巖芯采取率為80％以上，與現(xiàn)有常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)相比，提高時(shí)效8倍左右，且可在深水下工作。
文檔編號(hào)E21B4/06GK2036204SQ88203760
公開日1989年4月19日 申請(qǐng)日期1988年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月5日
發(fā)明者李仲元, 雷培德, 陳鎮(zhèn)球, 康永春 申請(qǐng)人:地質(zhì)礦產(chǎn)部水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究隊(duì), 浙江嘉興冶金機(jī)械廠