一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，属于潜孔锤钻探用具技术领域，包括两个设置在射流元件上下两侧的垫片组件，并通过固定支架固定在射流元件上，垫片组件由垫片外顶盖、减振垫片、垫片内顶盖、密封圈、防松垫圈及内六角螺钉组成，减振垫片位于垫片外顶盖和垫片内顶盖之间，减振垫片由至少两片层叠设置的垫片构成，任意相邻两片垫片的波阻抗不同，垫片外顶盖、减振垫片和垫片内顶盖同轴且三者之间通过内六角螺钉和防松垫圈配合紧固连接在一起。本发明专利技术提出的保护装置结构简单，安装方便，制造成本低，能够大幅提高射流元件使用寿命，减少因射流元件损坏导致的起下钻时间，有效提高射流式高能液动潜孔锤在高温硬岩等地层中的钻进效率。
【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置
本专利技术属于潜孔锤钻探用具
，具体涉及一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置。
技术介绍
近年来，随着浅层矿产资源日渐枯竭以及干热岩等新型资源能源的开发需要，亟待一种能够在可钻性差的坚硬地层快速钻进的新型钻进技术，以极大地提高硬岩地层的钻进效率，降低坚硬地层的钻进成本。研究发现，对于研磨性强可钻性差的地层，如花岗岩地层等，使用高能冲击破碎的方式相比传统回转钻进等技术，钻进效率可提高数倍。但高能液动潜孔锤在通过巨大的冲击动能快速破碎岩石的同时，其内部各部件会不可避免的受到钻头和外管等反弹的冲击振动作用，由于反弹的冲击动能很大，冲击频率很高，导致潜孔锤内部各部件，特别是射流元件工作寿命快速下降。一方面射流元件多采用硬质合金制造，造价高昂；另一方面因潜孔锤部件损坏导致频繁提钻使得钻进效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有射流式高能液动潜孔锤内部射流元件在高能冲击振动作用下寿命降低的问题，提出了一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，能够大幅提高射流元件的使用寿命，减少因射流元件损坏导致的起下钻时间，有效提高了射流式高能液动潜孔锤在高温硬岩等地层中的钻进效率。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，其特征在于：包括垫片组件，垫片组件的数量为两个，两个垫片组件设置在射流元件的上下两侧，并通过固定支架固定在射流元件上，垫片组件由垫片外顶盖、减振垫片、垫片内顶盖、密封圈、防松垫圈及内六角螺钉组成，减振垫片位于垫片外顶盖和垫片内顶盖之间，减振垫片由至少两片层叠设置的垫片构成，任意相邻两片垫片的波阻抗不同，垫片外顶盖、减振垫片和垫片内顶盖同轴设置且三者之间通过内六角螺钉和防松垫圈配合紧固连接在一起，在垫片外顶盖、减振垫片及垫片内顶盖的表面上均设置有用于容置密封圈的密封槽，密封圈6安装在所述密封槽内；垫片内顶盖靠近射流元件设置并与其接触，在垫片内顶盖和射流元件的接触面上设置有密封圈，垫片外顶盖远离射流元件设置；位于射流元件上方的垫片组件中间开设有与射流元件上端开孔相匹配的贯通圆孔；位于射流元件下方的垫片组件上开设有两个通孔，两个通孔对称设置在垫片组件的中轴线两侧，两个通孔与所述射流元件下端开设的两个开孔一一对应。进一步，沿垫片外顶盖的周向设置有供内六角螺钉穿过的沉头孔；减振垫片上设置有与所述沉头孔位置对应的过孔，用于供内六角螺钉穿过；垫片内顶盖上设置有与所述过孔位置对应的螺纹孔；防松垫圈设置在所述沉头孔内；内六角螺钉一端依次穿过沉头孔、防松垫圈及过孔后与垫片内顶盖上的螺纹孔螺纹紧固配合用于压紧减振垫片并将垫片外顶盖、减振垫片和垫片内顶盖固定为整体。进一步，所述垫片内顶盖上设置有沿径向向外突出的连接部，数量为两组，两组连接部对称设置在垫片内顶盖两侧；所述连接部上开设有贯穿孔；所述固定支架的数量为两个，两个固定支架的两端设置有与所述连接部上的贯穿孔相配合的螺纹孔。作为本专利技术的一种优选方案，所述减振垫片是由两种波阻抗不同的垫片按照间隔排列的方式构成的。作为本专利技术的一种优选方案，所述减振垫片是由至少两片垫片沿着射流元件的中心轴线向着远离射流元件的方向按照波阻抗依次增大的顺序排列构成的。作为本专利技术的一种优选方案，所述所述减振垫片中各垫片等截面设置。作为本专利技术的一种优选方案，所述减振垫片中各垫片变截面设置。作为本专利技术的一种优选方案，所述减振垫片中各垫片等厚度设置。作为本专利技术的一种优选方案，所述减振垫片中各垫片非等厚度设置。作为本专利技术的一种优选方案，所述防松垫圈为洛帝牢垫圈。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：1、本专利技术与传统单纯依靠材料变形吸收能量的减振方式相比，本专利技术主要通过界面波阻抗不匹配来反射部分应力波，通过多个界面多次反射应力波，能有效减小应力波峰值，有效保护核心部件。减振过程中整个装置不发生变形，不会影响整套设备中各部件的装配关系。2、本专利技术提出的保护装置中没有易损结构，保护装置中多层平整垫片采用螺钉进行压紧固定，并通过潜孔锤中的外管和缸体对保护装置进行限位，整个装置在受到冲击作用时不产生位移，整个保护装置具有更长的使用寿命。3、本专利技术提出的保护装置结构简单，安装方便，制造成本低，但能够大幅提高射流元件的使用寿命，减少因射流元件损坏导致的起下钻时间，有效提高了射流式高能液动潜孔锤在高温硬岩等地层中的钻进效率。4、因射流式高能液动潜孔锤工作时射流元件内部流速高，压力大，且在钻进石英含量大的硬岩时，循环钻井液中含有石英等颗粒，导致射流元件冲蚀失效很快，因此射流元件多用硬质合金制造，造价高昂。采用本专利技术的保护装置能提高硬质合金射流元件非冲蚀破环的使用寿命，从而降低了射流式高能液动潜孔锤的实际使用成本，进一步降低了硬岩钻进成本。附图说明此处的附图说明用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术申请的一部分，本专利技术示意性实施例及其说明用于理解本专利技术，并不构成本专利技术的不当限定，在附图中：图1为本专利技术实施例中硬质合金射流元件用多层垫片保护装置的正视图；图2为本专利技术实施例中硬质合金射流元件用多层垫片保护装置的侧视图；图3为图1中的I部剖视图；图4为图2中的Ⅱ部剖视图；图5为本专利技术实施例中硬质合金射流元件用多层垫片保护装置的俯视图。图中各标记如下：1-垫片外顶盖；2-减振垫片；3-垫片内顶盖；4-固定支架；5-射流元件；6-密封圈；7-双圆孔液流通道；8-防松垫圈；9-圆孔液流通道；10-内六角螺钉。具体实施方式下面结合实施例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术保护主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程和元件并没有进行详尽的说明。为了便于描述，本专利技术中各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如上、下、等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。根据应力波相关理论，应力波在通过波阻抗不同的材料界面时，入射应力波会在界面发生反射和透射，特别是当入射应力波从波阻抗较大的材料进入波阻抗较小的材料时，一部分入射应力波在界面发生反射，从而导致透射应力波减小。同时，应力波在弹性或塑性材料中传递时，由于材料吸收部分能量，其入射应力波幅值会随着长度增大而逐渐降低。另外，应力波在传播过程中经过变截面位置时，其入射应力波峰值会相应的增大或者减小。如图1、图2、图3、图4及图5所示，一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置包括垫片组件，垫片组件的数量为两个，两个垫片组件设置在射流元件5的上下两侧，并通过固定支架4固定在射流元件5上，垫片组件由垫片外顶盖1、减振垫片2、垫片内顶盖3、密封圈6、防松垫圈8及内六角螺钉10组成，减振垫片2位于垫片外顶盖1和垫片内顶盖3之间，减振垫片2由至少两片层叠设置的垫本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，其特征在于：包括垫片组件，垫片组件的数量为两个，两个垫片组件设置在射流元件(5)的上下两侧，并通过固定支架(4)固定在射流元件(5)上，垫片组件由垫片外顶盖(1)、减振垫片(2)、垫片内顶盖(3)、密封圈(6)、防松垫圈(8)及内六角螺钉(10)组成，减振垫片(2)位于垫片外顶盖(1)和垫片内顶盖(3)之间，减振垫片(2)由至少两片层叠设置的垫片构成，任意相邻两片垫片的波阻抗不同，垫片外顶盖(1)、减振垫片(2)和垫片内顶盖(3)同轴设置且三者之间通过内六角螺钉(10)和防松垫圈(8)配合紧固连接在一起，在垫片外顶盖(1)、减振垫片(2)及垫片内顶盖(3)的表面上均设置有用于容置密封圈(6)的密封槽，密封圈(6)安装在所述密封槽内；垫片内顶盖(3)靠近射流元件(5)设置并与其接触，在垫片内顶盖(3)和射流元件(5)的接触面上设置有密封圈(6)，垫片外顶盖(1)远离射流元件(5)设置；/n位于射流元件(5)上方的垫片组件中间开设有与射流元件(5)上端开孔相匹配的贯通圆孔；/n位于射流元件(5)下方的垫片组件上开设有两个通孔，两个通孔对称设置在垫片组件的中轴线两侧，两个通孔与所述射流元件(5)下端开设的两个开孔一一对应。/n...
【技术特征摘要】
1.一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，其特征在于：包括垫片组件，垫片组件的数量为两个，两个垫片组件设置在射流元件(5)的上下两侧，并通过固定支架(4)固定在射流元件(5)上，垫片组件由垫片外顶盖(1)、减振垫片(2)、垫片内顶盖(3)、密封圈(6)、防松垫圈(8)及内六角螺钉(10)组成，减振垫片(2)位于垫片外顶盖(1)和垫片内顶盖(3)之间，减振垫片(2)由至少两片层叠设置的垫片构成，任意相邻两片垫片的波阻抗不同，垫片外顶盖(1)、减振垫片(2)和垫片内顶盖(3)同轴设置且三者之间通过内六角螺钉(10)和防松垫圈(8)配合紧固连接在一起，在垫片外顶盖(1)、减振垫片(2)及垫片内顶盖(3)的表面上均设置有用于容置密封圈(6)的密封槽，密封圈(6)安装在所述密封槽内；垫片内顶盖(3)靠近射流元件(5)设置并与其接触，在垫片内顶盖(3)和射流元件(5)的接触面上设置有密封圈(6)，垫片外顶盖(1)远离射流元件(5)设置；
位于射流元件(5)上方的垫片组件中间开设有与射流元件(5)上端开孔相匹配的贯通圆孔；
位于射流元件(5)下方的垫片组件上开设有两个通孔，两个通孔对称设置在垫片组件的中轴线两侧，两个通孔与所述射流元件(5)下端开设的两个开孔一一对应。
2.根据权利要求1所述的硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，其特征在于：沿垫片外顶盖(1)的周向设置有供内六角螺钉(10)穿过的沉头孔；减振垫片(2)上设置有与所述沉头孔位置对应的过孔，用于供内六角螺钉(10)穿过；垫片内顶盖(3)上设置有与所述过孔位置对应的螺纹孔；防松垫圈(8)设置在所述沉头孔内；内六角螺钉(10)一端依次穿过沉头孔、防松垫圈(8)及过孔后与垫片内顶盖(3)上的螺纹孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭枧明，杨正龙，李柯柯，张广，张鹏宇，葛东，李彦良，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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