一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法技术

一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法，该钻具包括壳体、控制活塞、活塞弹簧、混合室、控制弹簧、活塞、上腔和冲击钻头，控制活塞横跨混合室与上腔，控制活塞上的活动通道可与壳体上的通气口联通以将混合室内的混合气体通入上腔，控制活塞与活塞下端分别固定安装有控制弹簧与活塞弹簧，活塞的活塞杆与壳体通过螺纹配合；该方法主要是由混合室通向上腔内的燃料与空气混合气体在压力下发生爆炸，在爆炸产生的瞬间冲击作用下，活塞带动冲击钻头进行冲击回转碎岩。通过上腔与控制弹簧弹力和混合室内压力的差异控制上腔内燃料的供给通断。爆炸产生的气体能够携带岩屑上返至地面完成排屑工作。

A Single-action Percussive Rotary Drilling Tool and Percussive Rotary Method

A super-combustible single-action percussive rotary drilling tool and a percussive rotary method comprise a shell, a control piston, a piston spring, a mixing chamber, a control spring, a piston, an upper chamber and a percussive drill bit. The piston is controlled to span the mixing chamber and the upper chamber. The movable passage on the piston can be connected with the vent on the shell to connect the mixed gas in the mixing chamber to the upper chamber and control the piston and the activity. The lower end of the plug is fixed with the control spring and the piston spring respectively, and the piston rod and the shell of the piston are matched by threads. This method is mainly caused by the explosion of fuel and air mixed gas in the mixing chamber leading up to the chamber under pressure. Under the instantaneous impact caused by the explosion, the piston drives the impact drill bit to impact and rotate rock. The supply of fuel in the upper chamber is controlled by the difference between the upper chamber and the control spring elasticity and the pressure in the mixing chamber. The gas generated by the explosion can carry the cuttings back to the ground to complete the debris removal work.

【技术实现步骤摘要】
一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法
本专利技术涉及一种孔底冲击回转碎岩钻具，特别涉及一种冲击回转方法。
技术介绍
钻探工程中经常会碰到致密坚硬的岩石，这种岩石在一般的回转研磨作用下难以形成体积破碎，使得钻进效率较低，并且钻头容易在孔底打滑。常用于这种工况下的钻具多为冲击碎岩钻具，例如，气动潜孔锤、液动潜孔锤等，它们均是依靠气体或液体高压的释放来对孔底岩石产生冲击作用。中国专利CN104481395A气动冲击方法或者CN202937185U、CN107605396A等液动冲击器均是采用液体或气体的高压作为冲击能量，但是这种冲击能量释放的过程需要短暂的时间积累，使得对岩石的冲击作用时间长；另一方面，单纯的对冲击作用仅能对孔底岩石产生破碎穴，因此相邻破碎穴之间的岩石不能完全破除，也即达不到对岩石的剪切破碎效果。针对致密坚硬岩石，瞬间的冲击能量释放与回转剪切破碎耦合能有利于破碎岩石，因此如何降低冲击能量的释放时长对岩石的破碎效果具有较大的影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法，该钻具能够耦合高能瞬间冲击与回转作用，大幅降低冲击能量的释放时长，进而对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超燃式单作用冲击回转钻具，其特征在于：包括壳体(2)、控制活塞(3)、活塞弹簧(6)、混合室(11)、控制弹簧(14)、限位块(4)、活塞(5)、上腔(15)和冲击钻头(8)；所述混合室(11)位于壳体(2)内，混合室(11)在上腔(15)上部，进油口(9)与进气口(10)通入混合室内，燃料和空气可通过进油口(9)与进气口(10)进入混合室(11)内混合，空气和燃料的进气压力可保持混合室(11)内的压力处于设定水平；所述控制活塞(3)上部位于混合室(11)内，下部位于上腔(15)内，控制弹簧(14)安装在控制活塞(3)下端，在上腔(15)内压力较低时，控制弹簧(14)的弹力可将控制活塞...

【技术特征摘要】
1.一种超燃式单作用冲击回转钻具，其特征在于：包括壳体(2)、控制活塞(3)、活塞弹簧(6)、混合室(11)、控制弹簧(14)、限位块(4)、活塞(5)、上腔(15)和冲击钻头(8)；所述混合室(11)位于壳体(2)内，混合室(11)在上腔(15)上部，进油口(9)与进气口(10)通入混合室内，燃料和空气可通过进油口(9)与进气口(10)进入混合室(11)内混合，空气和燃料的进气压力可保持混合室(11)内的压力处于设定水平；所述控制活塞(3)上部位于混合室(11)内，下部位于上腔(15)内，控制弹簧(14)安装在控制活塞(3)下端，在上腔(15)内压力较低时，控制弹簧(14)的弹力可将控制活塞(3)保持处于下限位置并坐落在限位块(4)上；所述控制活塞(3)中部开有活动通道(12)，限位块(4)下方的壳体(2)内对称开有4-6个通气口(13)，当控制活塞(3)在控制弹簧(14)弹力作用下处于下限位置时，活动通道(12)可将通气口(13)联通，进而将混合室(11)内的混合气体通入上腔(15)内；所述壳体(2)在活塞弹簧(6)四周开有4-6个排气道(7)，排气道(7)用于将上腔(15)内压燃爆炸产生的气体排至孔底以吹扫孔岩屑；所述活塞(5)的活塞杆(16)与壳体(2)以螺纹配合，可实现活塞(5)上下回转运动。2.权利要求1所述一种超燃式单作用冲击回转钻具的冲击回转方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友宏，刘召，李强，郭威，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22