自配气集束式气动潜孔锤组

技术领域

本发明涉及钻井工程，具体涉及一种钻井用的潜孔锤。

背景技术

集束式气动潜孔锤组由多个单体气动潜孔锤捆绑组合而成，广泛应用于城建桩基施工、水井和煤矿井等方面的大直径硬岩钻凿施工。目前集束式气动潜孔在以上领域多用于垂直井的钻凿施工，在大斜度井定向钻凿施工方面应用较少，主要由于集束式气动潜孔锤采用整体分流配气方式，钻遇复杂岩层时，集束式气动潜孔锤组的各个子锤冲击频率、冲击速度和耗气量等性能参数差异性较大，出现振动大、定向钻凿控向难、钻具寿命短等问题，传统集束式气动潜孔无法满足大直径，长距离硬岩定向钻凿施工。

发明内容

本发明提供一种根据各个潜孔锤的负载进行自动配气的集束式气动潜孔锤组，具体方案如下：

一种自配气集束式气动潜孔锤组，包括配气室和锤体部，所述锤体部包括安装座，在该安装座内设有若干相互平行的潜孔锤本体，所述潜孔锤本体的一端连接有钻头，所述潜孔锤本体另一端设有进气接头，所述配气室向每个所述潜孔锤本体供气，其关键在于：

所述配气室和锤体部之间设有配气组件；

所述配气组件包括若干浮动阀，所述浮动阀与所述潜孔锤本体一一对应；

所述浮动阀包括阀座，该阀座设有进气口和出气口，所述进气口与所述配气室接通，所述出气口与进气接头连接，在所述阀座上还贯穿有过气通道和调节通道，所述过气通道将所述进气口和出气口接通，所述调节通道将所述进气口和出气口接通，在所述调节通道内滑动嵌设有调节活塞，该调节活塞连接有浮动阀针，所述浮动阀针的自由端朝向并伸入所述出气口；

所述调节活塞受气压作用，带动所述浮动阀针在出气口内进退，从而调节所述出气口的出气开度。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为排屑通道31a的走向示意图；

图4为供气管5和排屑管35的装配关系示意图；

图5为浮动阀21的剖面结构示意图；

图6为浮动阀21的立体结构示意图；

图7为进气管组件4的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1-图7所示，一种自配气集束式气动潜孔锤组，包括依次设置的配气室1、配气组件2和锤体部3，

所述锤体部3包括安装座31，所述安装座31呈圆柱状，在该安装座31内设有若干相互平行的潜孔锤本体32，所述潜孔锤本体32轴向穿设在所述安装座31内，所述潜孔锤本体32的一端连接有钻头33，所述潜孔锤本体32另一端设有进气接头34，所述配气室1向每个所述潜孔锤本体32供气；

所述配气组件2包括配气安装筒22、固定座23和若干浮动阀21，所述浮动阀21与所述潜孔锤本体32一一对应；所述固定座23固定于所述配气安装筒22内，所述固定座23呈圆饼状，所述固定座23位于所述配气安装筒22的一端，所述配气安装筒22的另一端与所述安装座31的一端连接，所述进气接头34伸入所述配气安装筒22内；所述浮动阀21设于所述固定座23上；

还包括配气罩，所述配气罩罩设在所述配气安装筒22的端部并与其固定，所述配气罩与所述固定座23之间形成所述配气室1，所述配气罩连接有供气管5，所述供气管5进入所述配气罩内并与配气室1接通。

在所述安装座31内轴向贯穿有至少一个排屑通道31a，所述排屑通道31a的进料端和所述钻头33位于所述安装座31的同一端，所述排屑通道31a的出料端和所述进气接头34位于所述安装座31的同一端；

在所述固定座23上穿设有排屑管35，所述排屑管35的一端通过管道与所述排屑通道31a的出料端接通，所述排屑管35的另一端向外伸出所述配气罩，所述供气管5活套在所述排屑管35外。

在本实施例中，所述浮动阀21包括阀座211，该阀座211设有进气口2a和出气口2b，所述浮动阀21的进气口2a朝向所述配气室1并与其接通，所述出气口2b朝向所述锤体部3，所述出气口2b与对应的所述进气接头34之间通过进气管组件4连接；在所述阀座211上还贯穿有过气通道2c和调节通道2d，所述过气通道2c将所述进气口2a和出气口2b接通，所述调节通道2d将所述进气口2a和出气口2b接通，所述调节通道2d为圆孔，围绕所述调节通道2d设有多个所述过气通道2c，在所述调节通道2d内滑动嵌设有调节活塞212，该调节活塞212连接有浮动阀针213，所述浮动阀针213的自由端朝向并伸入所述出气口2b；

所述调节活塞212受气压作用，带动所述浮动阀针213在出气口2b内进退，从而调节所述出气口2b的出气开度。

具体的，所述出气口2b包括圆孔段和圆台孔段，所述圆孔段的一端与所述过气通道2c和调节通道2d接通，所述圆孔段的另一端与所述圆台孔段的大口端接通，所述圆台孔段的小口端与所述进气接头34连接；

所述浮动阀针213的自由端固定有调节头214，该调节头214朝向所述圆台孔段，所述调节头214上设有与所述圆台孔段内孔壁相适应的调节面。

在所述阀座211上还设有阀针复位件215，该阀针复位件215作用于所述调节活塞212和/或所述浮动阀针213而使其复位。具体的，在所述调节通道2d内还固定有抵靠环216，该抵靠环216靠近所述调节头214，所述浮动阀针213从所述抵靠环216的内圈穿过，所述调节头214的直径大于所述抵靠环216的内圈直径，所述浮动阀针213上套设有复位弹簧，该复位弹簧与所述调节活塞212和所述抵靠环216抵靠，所述复位弹簧形成所述阀针复位件215。

所述进气管组件4包括进气管41，所述进气管41的两端分别设有接头42；所述接头42包括对接头421、锁紧头422和止退头423，所述对接头421为圆管状，所述对接头421的一端与所述进气管41连接，所述对接头421的另一端固套有拉紧环424，所述拉紧环424的外圈直径大于所述对接头421的外圈直径，所述锁紧头422呈筒状，所述锁紧头422的内壁设有螺纹，所述锁紧头422的一端固定有压紧环425，所述压紧环425的内圈直径小于所述锁紧头422的内圈直径，所述锁紧头422活动套设在所述拉紧环424外，所述压紧环425一端端面与所述拉紧环424的一端端面贴合，所述止退头423螺纹套设在对接头421上，所述止退头423位于所述拉紧环424和所述进气管41之间，所述压紧环425位于所述拉紧环424和所述止退头423之间；

在所述出气口2b和所述进气接头34上对应所述锁紧头422分别设有气管对接座43，所述气管对接座43与所述对接头421对接并靠紧，所述锁紧头422螺纹套设在对应的所述气管对接座43上，所述气管对接座43呈管状。

有益效果：本发明采用稳压分流配气机构替代传动整体分流配气机构，在岩石软硬交替，负载多变的情况下，能够在设定工作压力下，自助调节配气机构出口开度，实现对潜孔锤的稳压均匀配气，减小集束式气动潜孔锤组各子锤工作性能的差异性，保证各子锤规则运动，提高钻井效率和控向精度。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。