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潜孔冲击器的结构——金锐钻具

潜孔冲击器是气动水井钻机的重要部件,主要用于给钻头提供轴向往复碎岩冲击力,以便冷却钻头和挟带岩屑等,潜孔冲击器的结构如下图所示,主要由活塞、后接头、外套管、逆止阀、调气塞、气缸、配气座、导向套、蝶形弹簧、卡环、弹簧、保持环、胶圈、前接头等组成。3.jpg

活塞

潜孔冲击器的活塞是冲击器的主要运动件,甚至是准一的运动件。潜孔冲击器活塞按结构可分为同径活塞、异径活塞、串联活塞三种。从活塞在配气装置的作用及工作中承受的负荷来看,活塞应有较高的尺寸精度与表面光洁度,使其有良好的密气作用及宜于在高速度下作往复运动(其速度可达10m/s);有合理的几何形状,不仅保证其有足够的强度,而且要能效地传递冲击能量。

配气阀

有阀型冲击器的配气阀多种多样。从配气阀与活塞运动的偶合性来看、阀应该体轻、动作灵敏;从配气分流来看,阀应该有良好的密气性及较小的局部阻力损失;从使用维护来看,阀应该有较高的寿命。

阀片一般采用低合金钢制作。近年来国内外用尼龙和铝合金制造的显示出具有质量轻、抗冲击和使用寿命长等优点。

缸体

缸体既是活塞运动的导向装置、又是整个冲击器的机架。从配气角度来说,缸体还用来输送工作介质。为此、在实际结构中可分为单缸结构及双缸结构。‘

所谓单缸结构,就是只有缸体零件,其外径大小为冲击器外形轮廓尺寸、内径(即冲击器活塞直径);双缸结构也称内外两缸结构,这两种结构比较如下:

(1)单缸站构简单、双缸结构复杂。

(2)单缸结构包容的活塞径向尺寸较大,因而有效功相对较大。

(3)单缸其内径、外径只要有一侧磨损超限即行报废、而双缸则要更换其中的损坏件;双缸之间的连接方式有焊接连接和螺纹连接方式,后者宜于更换。

就气缸结构来看,采用单缸结构上下接头。又以螺纹与缸体相接,是现代潜孔冲击器发展趋势。

钻头的连接与吊挂装置

钻头的连接与吊挂装置的主要作用:容纳钻头的尾部,控制钻头的伸缩位置,钻井机回转冲击钻孔时传递扭矩,带动钻头转动;钻头尾部受活塞冲击时,可在一定范围内轴向移动;在潜孔冲击器被提离孔底与悬吊时,吊挂钻头尾部,使钻头不致从冲击器中滑出。

潜孔冲击器与钻头的连接形式很多,根据传递回转扭矩的方式,钻头尾部有花键形、圆形、三角形、六角形等;根据吊挂钻头尾部的形式,有卡环、圆销、扁销、滚珠、自锁花键等。

其他零件

大多数冲击器均接有防水逆止阀,其作用是供风停止时,逆止阀将冲击器与钻具气道隔断,使一部分气体残留于冲击器内部,防止岩粉及水涌入冲击器。

冲击器工作时,一般都伴有振动,这将使钻具的工效降低,零件的早期破损报废。有些冲击器设置了减振装置。常用的减振装置有减振胶圈等,减振效果较好。


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