煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，包括沿轴向依次设置的冲击钻头、花键套、卡环、下支撑环、中间支撑环、冲击活塞、壳体、配流阀块、内支撑、配流阀、过滤器和后接头；所述冲击活塞为中空结构，其中间通道作为回水通道，冲击活塞前端与下支撑环配合，后端与配流阀块、内支撑配合，所述冲击活塞与下支撑环、配流阀块、内支撑之间配合表面均为间隙配合，并开有均压槽，上述均压槽分别形成活塞前腔体、活塞中间腔体和活塞后腔体，所述冲击活塞可在上述腔体内进行轴向往复运动。本实用新型专利技术解决了现有回转或气动冲击-回转钻进的施工工艺存在钻进效率低、钻孔周期长、施工成本高和粉尘浓度大的问题。

【技术实现步骤摘要】
煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具
本技术属于水压驱动冲击钻具领域，具体涉及一种煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具。
技术介绍
在目前我国煤矿井下煤矿硬岩钻进施工中，多采用回转或气动冲击-回转钻进的施工工艺，均存在钻进效率低、钻孔周期长、施工成本高和粉尘浓度大等问题，这导致煤矿井下瓦斯治理工程与防治水工程的施工周期都比较长，影响了巷道掘进和工作面交替，对煤矿安全生产造成了严重影响。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，以解决现有回转或气动冲击-回转钻进的施工工艺存在钻进效率低、钻孔周期长、施工成本高和粉尘浓度大的问题。 本技术的目的是通过以下技术方案实现的: 一种煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，包括沿轴向依次设置的冲击钻头、花键套、卡环、下支撑环、中间支撑环、冲击活塞、壳体、配流阀块、内支撑、配流阀、过滤器和后接头；所述冲击活塞为中空结构，其中间通道作为回水通道，冲击活塞前端与下支撑环配合，后端与配流阀块、内支撑配合，所述冲击活塞与下支撑环、配流阀块、内支撑之间配合表面均为间隙配合，并开有均压槽，上述均压槽分别形成活塞前腔体、活塞中间腔体和活塞后腔体，所述冲击活塞可在上述腔体内进行轴向往复运动；所述配流阀设置在配流阀块末端的通孔内，所述煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具通过后接头与钻杆进行连接。 进一步，所述配流阀块的外壁设置有凹形流道孔，所述配流阀块端面还设置有圆形流道孔和信号孔，其中凹形流道孔、圆形流道孔、信号孔之间均匀间隔设置。 进一步，所述配流阀包括阀芯和阀套，所述阀芯与阀套之间设置有配流阀前腔体、配流阀中间腔体和配流阀后腔体，所述配流阀后腔体端面面积大于配流阀中间腔体端面面积，所述配流阀前腔体与活塞后腔体连通；所述配流阀中间腔体与凹形流道孔连通；所述配流阀后腔体与信号孔连通。 进一步，所述阀芯也为中空结构，其前端设置有圆形孔道，连通配流阀前腔体和中间回水通道，后端面堵死，中间通道为回水通道。 进一步，所述配流阀块的凹形流道孔分为两个部分，中间断开，第一部分通向配流阀中间腔体，第二部分连通配流阀前腔体和活塞后腔体。 进一步，所述配流阀块设置有8个圆形流道孔和4个信号孔，其中4个圆形流道孔连通冲击活塞前腔体，另外4个连通配流阀前腔体和活塞后腔体；2个信号孔连通配流阀后腔体与活塞中间腔体；2个信号孔连通活塞中间腔体与中间回水通道。 本技术的有益效果是:本技术的冲击钻具，可连接钻杆，置于孔底，接通高压水，配流阀通过配流信号孔的作用，进行左位和右位的切换，使得活塞后腔体交替接通高压水和低压回水，从而使得冲击活塞进行周而复始的往复运动，实现冲击+回转钻进工艺，从而提高煤矿井下硬岩钻进的效率，而其传动介质与冲洗介质统一，可完全避免煤矿巷道内粉尘污染，显著提高工作环境的质量。 本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。 【附图说明】 为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步的详细描述，其中: 图1为本技术钻具剖视图； 图2为配流阀块结构示意图； 图3为冲击活塞处于冲程工作位置示意图； 图4为冲击活塞处于回程工作位置示意图； 图5为图1的8-8剖视图； 图6为图1的0(:剖视图； 图7为图1的0-0剖视图。 【具体实施方式】 以下将参照附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。 如图所示，本实施例的冲击钻具，包括沿轴向依次设置的冲击钻头1、花键套2、卡环3、下支撑环4、中间支撑环5、冲击活塞6、壳体7、配流阀块8、内支撑9、配流阀、过滤器12和后接头13 ；所述冲击活塞为中空结构，其中间通道作为回水通道，冲击活塞前端与下支撑环配合，后端与配流阀块、内支撑配合，所述冲击活塞与下支撑环、配流阀块、内支撑之间配合表面均为间隙配合，并开有均压槽，上述均压槽分别形成活塞前腔体、活塞中间腔体和活塞后腔体，所述冲击活塞可在上述腔体内进行轴向往复运动；所述配流阀设置在配流阀块末端的通孔内，所述煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具通过后接头与钻杆进行连接；所述配流阀块的外壁设置有凹形流道孔，所述配流阀块端面还设置有圆形流道孔和信号孔，其中凹形流道孔、圆形流道孔、信号孔之间均匀间隔设置；所述配流阀包括阀芯11和阀套10，所述阀芯与阀套之间设置有配流阀前腔体、配流阀中间腔体和配流阀后腔体，所述配流阀后腔体端面面积大于配流阀中间腔体端面面积，所述配流阀前腔体与活塞后腔体连通；所述配流阀中间腔体与凹形流道孔连通；所述配流阀后腔体与信号孔连通。 本实施例中的零件沿轴向布置，并且所有流道设计为360。周向布置；所述冲击活塞、配流阀块、配流阀芯均为中空结构，以同一轴线放置于壳体内；所述阀芯可在水压的作用下处于左位和右位，切换高压水经过配流阀块流道孔交替进入冲击活塞后腔体，驱动冲击活塞高频往复运动；所述压驱动冲击钻具通过后接头与钻杆进行连接。 本实施例中，图1为冲击钻具的剖视图，图2配流阀块斜视图，参考图1、图1可知配流阀块各个流道孔的空间位置；图3、图4是为了对冲击钻具工作过程描述方便，将配流阀块上的流道孔简化为液压管路，图3为冲击活塞处于冲程工作位置示意图，图4为冲击活塞处于回程工作位置示意图。 参考图1，后接头13开有锥形内螺纹1302，与钻杆进行连接，另一端与钻杆通过管制米螺纹进行连接，由高压水泵提供的高压水经钻杆到达后接头13，经孔道1301进入到水压驱动冲击钻具内。后接头13作为过滤器12的轴向定位，高压水经过滤器12过滤后到达环形腔体1201。 参考图1和图3，配流阀套10置于配流阀块8内，用螺塞进行定位，配流阀芯11置于配流阀套10内，能够轴向运动，处于左位和右位，与配流阀套10的台肩形成前配流腔体1102、中配流腔体1103和后配流腔体1105，配流阀芯11上开有8个圆形孔道1101，阀芯处于左位时，孔1101关闭，阀芯处于右位时，孔1101打开。 参考图1和图2，配流阀块有8个360。均布的凹形流道801、802，有4个360。均布的圆形流道孔803，有4个360°均布的信号孔804、805，其中凹形流道孔与圆形流道孔间隔22.5。，信号孔与凹形流道孔间隔22.5。，与圆形流道孔间隔45。。前述各孔径均开有工艺孔，开沉孔，用螺塞堵住。 参考图1、图2、图3:配流阀块的8个凹形流道孔分为两个部分:第一部分流道孔801通向配流阀中间腔体1103，第二部分流道孔802连通配流阀阀芯前腔体1102和冲击活塞后腔体603 ；4个圆形流道孔803连通冲击活塞前腔体601 ；2个信号孔804连通配流阀后腔体1105与冲击活塞中间腔体602，信号孔804分为两部分806、807，两者有一定的间距；2个信号孔805连通冲击活塞中间腔体602与中间回水通道902。 参考图3，以活塞撞击钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，其特征在于：包括沿轴向依次设置的冲击钻头、花键套、卡环、下支撑环、中间支撑环、冲击活塞、壳体、配流阀块、内支撑、配流阀、过滤器和后接头；所述冲击活塞为中空结构，其中间通道作为回水通道，冲击活塞前端与下支撑环配合，后端与配流阀块、内支撑配合，所述冲击活塞与下支撑环、配流阀块、内支撑之间配合表面均为间隙配合，并开有均压槽，上述均压槽分别形成活塞前腔体、活塞中间腔体和活塞后腔体，所述冲击活塞可在上述腔体内进行轴向往复运动；所述配流阀设置在配流阀块末端的通孔内，所述煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具通过后接头与钻杆进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，其特征在于:包括沿轴向依次设置的冲击钻头、花键套、卡环、下支撑环、中间支撑环、冲击活塞、壳体、配流阀块、内支撑、配流阀、过滤器和后接头；所述冲击活塞为中空结构，其中间通道作为回水通道，冲击活塞前端与下支撑环配合，后端与配流阀块、内支撑配合，所述冲击活塞与下支撑环、配流阀块、内支撑之间配合表面均为间隙配合，并开有均压槽，上述均压槽分别形成活塞前腔体、活塞中间腔体和活塞后腔体，所述冲击活塞可在上述腔体内进行轴向往复运动；所述配流阀设置在配流阀块末端的通孔内，所述煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具通过后接头与钻杆进行连接。2.根据权利要求1所述的煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，其特征在于:所述配流阀块的外壁设置有凹形流道孔，所述配流阀块端面还设置有圆形流道孔和信号孔，其中凹形流道孔、圆形流道孔、信号孔之间均匀间隔设置。3.根据权利要求2所述的煤矿硬岩钻进水压驱动冲击钻具，其特征在于:所述配流阀包括阀芯和阀套，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽平，杨林，朱利民，周雪，任晓华，余民姚，郝少楠，郭向勇，杨洋，蔡顶春，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;85