本发明专利技术属于钻井机械领域，具体涉及一种高效射吸式液动冲击器，包括：上接头、喷嘴、承喷器、限位导向套、活阀、冲击锤杆、外管、下缸套和冲击砧座接头；喷嘴安装于上接头的中心孔内，上接头下部安装于外管上端内，限位导向套安装于外管的上部内孔内，活阀的上部限位台阶悬挂于限位导向套的限位环位置，承喷器的上端安装于限位导向套的上端部内孔中，承喷器的下端导管插入至活阀上端内孔，冲击锤杆的上端安装于限位导向套的下部内孔中；冲击锤杆下端和冲击砧座接头上端均安装在下缸套内，冲击砧座接头上部安装于外管下端内，下缸套安装于外管下部内孔中。本发明专利技术能够产生稳定的射吸性能，降低启动流量和工作压力，提高液动冲击器的工作性能。
【技术实现步骤摘要】
一种高效射吸式液动冲击器
本专利技术属于钻井机械领域，具体涉及一种高效射吸式液动冲击器。
技术介绍
液动冲击器安装在回转钻具上，作为辅助碎岩工具，广泛应用于钻探、钻井领域，包括地质矿产资源钻探、石油钻井、页岩气钻井、煤层气钻井、水文水井钻探、工程施工等领域。有利于提高钻进效率、提高岩心采取率、预防破碎岩层堵卡钻具、提高钻头使用寿命、控制钻孔偏斜。射吸式液动冲击器的活阀和冲锤主要依靠喷嘴产生的卷吸力使其上行，在上位时利用锤阀瞬时切断水路产生水击作用推动冲锤活塞向下运动击打砧子，通过冲锤对砧子的高速撞击产生冲击能量，对钻头施加周期性冲击载荷，实现冲击回转破碎岩石。同其它的液动冲击器相比，它无弹簧装置、结构简单，易损件少，耐背压性能好。常规的射吸式液动冲击器的射吸阀控机构中，液体通过喷嘴产生高速液流，无论是套阀式还是芯阀式结构，均利用活阀或冲击锤的上端作为承喷元件。所以，常规式液动冲击器的活阀和冲击锤既是射吸元件又是执行元件。该结构的不足之处：在冲击器启动时，由于活阀和冲击锤均处于下位，喷嘴和承喷口的承喷距离为最大位置，注定了该类型冲击器在启动时需要较大喷嘴射流速度，所以要求喷嘴孔直径加工尺寸较小，需要较大的初始启动流量，启动压力大。活阀和冲击锤在上下运动过程中，与喷嘴的承喷距离始终在动态变化，射吸力也在动态变化，射吸性能不是处于稳定状态，从而影响冲击器的整体性能稳定。射吸结构参数随着零件的运动而动态变化，导致射吸力动态变化，从而导致冲击频率不稳、功率下降、水能利用率低、冲击器工作性能下降等问题出现。这是制约射吸式液动冲击器在地质岩心钻领域几十年没有推广应用的主要原因。因此，亟待开发一种新型射吸式液动冲击器，能够克服现有的射吸式液动冲击器存在的不足，广泛应用于地质岩心钻领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中射吸式液动冲击器存在的启动流量大、启动和工作压力高、性能不稳定、能量利用率低的缺陷，提供一种高效射吸式液动冲击器，通过在冲击器中安装由喷嘴与承喷元件组成的固定射吸单元，使得射吸结构参数固定，产生稳定的射吸性能，能够有效提高液动冲击器工作可靠性、提高水能利用率、降低启动流量和工作压力、提高液动冲击器的工作性能。实现本专利技术目的的技术方案：一种高效射吸式液动冲击器，所述冲击器包括：上接头、喷嘴、承喷器、限位导向套、活阀、冲击锤杆、外管、下缸套和冲击砧座接头；喷嘴安装于上接头的中心孔内，喷嘴的外侧下端设置有限位台阶，喷嘴通过上接头的中心孔中的限位台阶限位固定；上接头下部安装于外管上端内，上接头下部与外管上端配合连接；外管上部设有上部内孔和上部内孔限位台阶，限位导向套安装于外管的上部内孔内，通过外管的上部内孔限位台阶限位固定，限位导向套外表面与外管内孔表面滑动密封配合；限位导向套的中部设计有带中心孔的限位环，活阀安装于限位导向套的限位环中心孔中，活阀的上部限位台阶悬挂于限位导向套的限位环位置；承喷器的上端安装于限位导向套的上端部内孔中，承喷器的上端与限位导向套的上端部内孔间隙配合，承喷器的上端的下表面由限位导向套的上部内孔台阶限位，承喷器的上端面由上接头的下端面限位，承喷器的上端面与限位导向套的上端面平齐；承喷器的下端导管插入至活阀上端内孔，承喷器外表面与活阀内孔滑动密封配合；冲击锤杆的上端安装于限位导向套的下部内孔中，冲击锤杆与限位导向套滑动密封配合；冲击锤杆中心设有通孔，冲击锤杆通孔上设有内镗孔，活阀下部插入冲击锤杆内镗孔中，活阀外圆面与冲击锤杆上端内镗孔形成环状空间；冲击锤杆下端和冲击砧座接头上端均安装在下缸套内，冲击锤杆下端外圆与下缸套内孔滑动密封配合；冲击砧座接头上端与下缸套内孔间隙配合；冲击砧座接头上部安装于外管下端内，冲击砧座接头上部与外管下端配合连接，外管下部设有下部内孔和下部限位台阶，下缸套安装于外管下部内孔中，下缸套外圆与外管下部内孔间隙配合；下缸套由外管下部内孔台阶和冲击砧座接头的台阶进行上下限位。进一步地，所述上接头的下端面设有内沉孔，内沉孔与承喷器之间组成腔体空间。进一步地，所述承喷器的上部圆周方向均匀开有上下连通的通水孔。进一步地，所述限位导向套的中部内孔间隔设有上腔和下腔，限位导向套的外面沿圆周加工有纵向通水槽，通水槽连通上腔和下腔。进一步地，所述活阀中心设有底部封闭的内孔，下端侧向设有出水孔。进一步地，所述冲击锤杆下部设有侧向水孔，底部与冲击砧座接头的上部砧座接触面设有导流槽。进一步地，所述喷嘴通过过盈配合安装于上接头的中心孔内。进一步地，所述上接头下部与外管上端通过螺纹配合连接。进一步地，所述冲击砧座接头上部与外管下端通过螺纹配合连接。进一步地，所述喷嘴中心孔上端内孔锥度0°～150°，中心孔下端内孔直径1.5mm～50mm。进一步地，所述内沉孔的深度为1mm～20mm。进一步地，所述导流槽深度1.5mm～10mm。本专利技术的有益技术效果在于：1、本专利技术所提供的一种高效射吸式液动冲击器，在冲击器内部安装有由上接头、喷嘴、承喷元件和限位导向套组成的固定射吸单元；该固定射吸单元射吸结构参数固定，在一定的流量和压力输入条件下，产生较为衡定的射吸力，射吸性能稳定；固定射吸单元产生稳定的卷吸负压，使活阀和冲击锤的上下受力面产生压力差相比常规的射吸冲击器稳定。2、本专利技术所提供的一种高效射吸式液动冲击器的固定射吸单元是专门的射吸单元，活阀和冲击锤是专门的执行单元，不同于常规射吸液动冲击器阀和冲击锤既是射吸元件又是执行元件的结构，能够有效提高能量利用率和工作效率。3、本专利技术所提供的一种高效射吸式液动冲击器的固定射吸单元在输入较小流量时就能产生射效果，可以降低启动流量和工作压力，使得冲击器在低流量条件下也能有很好的工作性能；固定射吸单元形式的射吸冲击器，结构更简单，工作性能更可靠，使用维护更方便。4、本专利技术所提供的一种高效射吸式液动冲击器改善了液动冲击器的射吸性能、提高了水能利用率和液动冲击器的工作性能、保证了冲击器的工作可靠度、拓宽了冲击器在小流量工况条件下的应用范围。附图说明图1为本专利技术所提供的一种高效射吸式液动冲击器的轴向剖面结构示意图；图2为图1中沿A-A方向的剖面结构图；图3为图1中沿B-B方向的剖面结构图。图中：1、上接头；2、喷嘴；3、承喷器；4、限位导向套；5、活阀；6、冲击锤杆；7、外管；8、下缸套；9、冲击砧座接头；10、内沉孔；11、通水孔；12、纵向通水槽；13、环状空间；14、出水孔；15、通孔；16、侧向水孔；17、导流槽。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。如1图所示，本专利技术所提供的一种高效射吸式液动冲击器，包括上接头1、喷嘴2，承喷器3，限位导向套4，活阀5，冲击锤杆6，外管7，下缸套8，冲击砧座接头9。上接头1的下端面设有内沉孔10，深度1mm～20mm，内沉孔10与承喷器3之间组成腔体空本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效射吸式液动冲击器，其特征在于，所述冲击器包括：上接头(1)、喷嘴(2)、承喷器(3)、限位导向套(4)、活阀(5)、冲击锤杆(6)、外管(7)、下缸套(8)和冲击砧座接头(9)；喷嘴(2)安装于上接头(1)的中心孔内，喷嘴(2)的外侧下端设置有限位台阶，喷嘴(2)通过上接头(1)的中心孔中的限位台阶限位固定；/n上接头(1)下部安装于外管(7)上端内，上接头(1)下部与外管(7)上端配合连接；外管(7)上部设有上部内孔和上部内孔限位台阶，限位导向套(4)安装于外管(7)的上部内孔内，通过外管(7)的上部内孔限位台阶限位固定，限位导向套(4)外表面与外管(7)内孔表面滑动密封配合；限位导向套(4)的中部设计有带中心孔的限位环，活阀(5)安装于限位导向套(4)的限位环中心孔中，活阀(5)的上部限位台阶悬挂于限位导向套(4)的限位环位置；承喷器(3)的上端安装于限位导向套(4)的上端部内孔中，承喷器(3)的上端与限位导向套(4)的上端部内孔间隙配合，承喷器(3)的上端的下表面由限位导向套(4)的上部内孔台阶限位，承喷器(3)的上端面由上接头(1)的下端面限位，承喷器(3)的上端面与限位导向套(4)的上端面平齐；承喷器(3)的下端导管插入至活阀(5)上端内孔，承喷器(3)外表面与活阀(5)内孔滑动密封配合；/n冲击锤杆(6)的上端安装于限位导向套(4)的下部内孔中，冲击锤杆(6)与限位导向套(4)滑动密封配合；冲击锤杆(6)中心设有通孔(15)，冲击锤杆(6)通孔(15)上设有内镗孔，活阀(5)下部插入冲击锤杆(6)内镗孔中，活阀(5)外圆面与冲击锤杆(6)上端内镗孔形成环状空间(13)；/n冲击锤杆(6)下端和冲击砧座接头(9)上端均安装在下缸套(8)内，冲击锤杆(6)下端外圆与下缸套(8)内孔滑动密封配合；冲击砧座接头(9)上端与下缸套(8)内孔间隙配合；冲击砧座接头(9)上部安装于外管(7)下端内，冲击砧座接头(9)上部与外管(7)下端配合连接，外管(7)下部设有下部内孔和下部限位台阶，下缸套(8)安装于外管(7)下部内孔中，下缸套(8)外圆与外管(7)下部内孔间隙配合；下缸套(8)由外管(7)下部内孔台阶和冲击砧座接头(9)的台阶进行上下限位。/n...
【技术特征摘要】
1.一种高效射吸式液动冲击器，其特征在于，所述冲击器包括：上接头(1)、喷嘴(2)、承喷器(3)、限位导向套(4)、活阀(5)、冲击锤杆(6)、外管(7)、下缸套(8)和冲击砧座接头(9)；喷嘴(2)安装于上接头(1)的中心孔内，喷嘴(2)的外侧下端设置有限位台阶，喷嘴(2)通过上接头(1)的中心孔中的限位台阶限位固定；
上接头(1)下部安装于外管(7)上端内，上接头(1)下部与外管(7)上端配合连接；外管(7)上部设有上部内孔和上部内孔限位台阶，限位导向套(4)安装于外管(7)的上部内孔内，通过外管(7)的上部内孔限位台阶限位固定，限位导向套(4)外表面与外管(7)内孔表面滑动密封配合；限位导向套(4)的中部设计有带中心孔的限位环，活阀(5)安装于限位导向套(4)的限位环中心孔中，活阀(5)的上部限位台阶悬挂于限位导向套(4)的限位环位置；承喷器(3)的上端安装于限位导向套(4)的上端部内孔中，承喷器(3)的上端与限位导向套(4)的上端部内孔间隙配合，承喷器(3)的上端的下表面由限位导向套(4)的上部内孔台阶限位，承喷器(3)的上端面由上接头(1)的下端面限位，承喷器(3)的上端面与限位导向套(4)的上端面平齐；承喷器(3)的下端导管插入至活阀(5)上端内孔，承喷器(3)外表面与活阀(5)内孔滑动密封配合；
冲击锤杆(6)的上端安装于限位导向套(4)的下部内孔中，冲击锤杆(6)与限位导向套(4)滑动密封配合；冲击锤杆(6)中心设有通孔(15)，冲击锤杆(6)通孔(15)上设有内镗孔，活阀(5)下部插入冲击锤杆(6)内镗孔中，活阀(5)外圆面与冲击锤杆(6)上端内镗孔形成环状空间(13)；
冲击锤杆(6)下端和冲击砧座接头(9)上端均安装在下缸套(8)内，冲击锤杆(6)下端外圆与下缸套(8)内孔滑动密封配合；冲击砧座接头(9)上端与下缸套(8)内孔间隙配合；冲击砧座接头(9)上部安装于外管(7)下端内，冲击砧座接头(9)上部与外管(7)下端配合连接，外管(7)下部设有下部内孔和下部限位台阶，下缸套(8)安装于外管(7)下部内孔中，下缸套(8)外圆与外管(7)下部内孔间隙配合；下...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓阳，李博，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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