一种被动阀式液动潜孔锤制造技术

本发明专利技术公开了一种被动阀式液动潜孔锤，包括上接头、喷嘴、垫片、内缸、心阀、外缸、冲锤、半合箍、四方套和砧子，上接头底部与外缸的顶部连接，喷嘴、垫片设置于上接头内，内缸设置于外缸内，心阀的阀芯、阀杆分别插于内缸的阀芯腔和阀杆腔内，内缸的底端为活塞腔，冲锤的活塞和锤体分别插接于内缸的活塞腔和外缸的锤体腔内，外缸底部与四方套连接，砧子插入四方套内；本发明专利技术可有效降低运动件卡堵机会提高液动锤井下工作可靠性，完全消除冲锤刚性反打现象提高液能利用率和易损件工作寿命，简单改变喷嘴和心阀结构参数即可调节冲击性能、大范围调节保证液动锤正常工作的泵排量，具备结构简单、加工便利、制作成本大大降低的技术优点。

【技术实现步骤摘要】
一种被动阀式液动潜孔锤
本专利技术涉及钻井工程
和地质岩心钻探
，特别是涉及一种阀式液动潜孔锤。
技术介绍
钻井或地质岩心钻探过程中，连接在钻头或取心钻具上端的液动潜孔锤(以下简称液动锤)，在钻井液驱动下产生并向钻头输出高频轴向震动，该震动与钻头的回转运动联合作用于岩石，以冲击回转方式切削破碎岩石，提高钻进效率。当前的阀式液动锤，存在高黏钻井液环境下心阀易堵，液动锤工作时冲锤有刚性反打，液动锤与其他大排量井底动力钻具(如螺杆钻、涡轮钻)联合工作时排量匹配较困难的技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种被动阀式液动潜孔锤，以解决上述现有技术存在的问题，其为由冲锤推动心阀切换水路实现锤体往复运动的工作机构，且该机构可通过简单地改变心阀和喷嘴的结构尺寸调节液动锤的工作性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种被动阀式液动潜孔锤，包括上接头、喷嘴、垫片、内缸、心阀、外缸、冲锤、半合箍、四方套和砧子，所述上接头、喷嘴、内缸、外缸和四方套均为空心结构，所述上接头底部与外缸的顶部连接，所述喷嘴、垫片设置于上接头内，所述内缸设置于所述喷嘴的底部并位于所述外缸内，所述心阀的阀芯、阀杆分别插于所述内缸的阀芯腔和阀杆腔内，所述内缸的底端为活塞腔，所述冲锤设置于所述所述内缸的底部，且所述冲锤的活塞和锤体分别插接于所述内缸的活塞腔和所述外缸的锤体腔内，所述外缸底部与所述四方套连接，所述砧子的轴颈和轴方分别插入所述四方套的颈腔和方腔内，在所述四方套的轴颈上设置有箍槽，所述箍槽内卡入两块半合箍，所述半合箍外径与所述外缸的锤体腔同径。优选地，所述上接头底部与所述外缸的顶部螺纹连接，所述外缸底部与所述四方套螺纹连接。优选地，所述喷嘴座于垫片上，所述垫片座于所述上接头内的圆柱腔的台肩上，由钻铤或钻杆的公螺纹端压紧定位。优选地，所述内缸座挂在所述外缸内的凸台上，由所述上接头公螺纹压紧定位。优选地，所述上接头的内部为带有台肩的圆柱腔，所述圆柱腔的底部导成向外扩张的锥腔，所述上接头的底部为螺纹连接端。优选地，所述外缸为薄壁管件，所述外缸的顶端和底端均为螺纹连接端，所述外缸的顶部螺纹的底部设置凸台，所述凸台用于座挂所述内缸，所述凸台底部的外缸内腔为锤体腔。优选地，所述内缸内部沿本体轴线由顶端到底端依次设置有承喷腔、缓冲孔、阀芯腔、阀杆腔和活塞腔，所述内缸的缸壁上沿圆周方向设置斜孔和变流腔，所述承喷腔与阀芯腔同径，所述缓冲孔的直径大于所述承喷腔的直径，所述阀杆腔直径小于所述阀芯腔的直径，所述活塞腔直径大于所述缓冲孔的直径，所述斜孔和变流腔数量相同、各2～4个，沿内缸本体圆周方向互相错开对称分布，所述斜孔与缓冲孔和阀芯腔连通，所述变流腔为横截面为弧形的直槽，仅与所述活塞腔连通。优选地，所述心阀由顶端到底端分别为圆锥形实体导流锥、圆柱形实体阀芯和圆柱形实体阀杆，所述阀杆上设有节流缝，所述阀杆的底端为球冠状。优选地，所述冲锤由顶端到底端分别为圆柱形实体活塞和锤体，所述活塞的直径小于所述锤体的直径，所述活塞上轴向分布有活塞槽，所述锤体上周向分布有锤槽，所述活塞槽和所述锤槽均为横截面为弧形的直槽，所述活塞槽为开置所述锤体顶端的半槽，所述锤槽为开设所述锤体底端的通槽，所述锤体的底端为球冠状。本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：本专利技术提供的被动阀式液动潜孔锤，在心阀被堵卡的情况下，冲锤上行快速击打阀杆有助于心阀解卡；可完全消除冲锤的刚性反打；改变喷嘴射流孔直径可大范围调节保证冲锤正常工作的泵量；改变阀杆长度可改变冲锤的行程，从而调节冲锤的冲击频率和冲击功；结构简单，加工便利，制作成本大大降低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术被动阀式液动潜孔锤的提下钻工况下的液动锤状态的结构示意图，其中图(a)和图(b)分别为正视剖面图和左视剖面图；图2为本专利技术被动阀式液动潜孔锤的液动锤进入工作的初始状态的结构示意图，其中图(a)和图(b)分别为正视剖面图和左视剖面图；图3为本专利技术被动阀式液动潜孔锤的心阀和冲锤到达上死点开始向下运动的状态的结构示意图，其中图(a)和图(b)分别正视剖面图和左视剖面图；图4为上接头和喷嘴、垫片的装配结构示意图；图5中图(a)是内缸的正视剖面图；图5中图(b)是图(a)的A-A向剖面图；图5中图(c)是图(b)的B向剖面图；图6是心阀的结构示意图；图7中图(a)是冲锤的结构示意图；图7中图(b)是图(a)的C向视图；图8是外缸的结构示意图；图9是半合箍的结构示意图；图10中图(a)是四方套的结构示意图；图10中图(b)是图(a)的D向视图；图11中图(a)是砧子的结构示意图；图11中图(b)是图(a)的C向视图。图中：1、上接头，1-1、圆柱腔，1-2、锥腔，2、喷嘴，2-1、收敛腔，2-2、射流孔，3、内缸，3-1、承喷腔，3-2、缓冲孔，3-3、斜孔，3-4、变流腔，3-5、阀芯腔，3-6、阀杆腔，3-7、活塞腔，4、心阀，4-1、导流锥，4-2、阀芯，4-3、节流缝，4-4、阀杆，5、外缸，5-1、凸台，5-2、锤体腔，6、冲锤，6-1、活塞槽，6-2、活塞，6-3、锤体，6-4、锤槽，7、半合箍，8、四方套，8-1、颈腔，8-2、方腔，9、砧子，9-1、箍槽，9-2、轴颈，9-3、轴方，9-4、斜孔，9-5、直孔，10、垫片。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种被动阀式液动潜孔锤，以解决现有技术存在的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本实施例中的被动阀式液动潜孔锤，如图1～图3所示，包括上接头1、喷嘴2、内缸3、心阀4、外缸5、冲锤6、半合箍7、四方套8和砧子9、垫片10，上接头1、喷嘴2、内缸3、外缸5和四方套8均为空心结构，上接头1底部与外缸5的顶部螺纹连接，垫片10座于上接头1内的圆柱腔1-1的台肩上，喷嘴2座于垫片10之上由钻铤或钻杆(图中未示出)的公螺纹端压紧定位，内缸3设置于喷嘴2的底部，内缸3座挂在外缸5内的凸台5-1上，由上接头1公螺纹压紧定位，心阀4的阀芯4-2、阀杆4-4分别插于内缸3的阀芯腔3-5和阀杆腔3-6内，内缸的底端为活塞腔3-7，冲锤6设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被动阀式液动潜孔锤，其特征在于：包括上接头、喷嘴、垫片、内缸、心阀、外缸、冲锤、半合箍、四方套和砧子，所述上接头、喷嘴、内缸、外缸和四方套均为空心结构，所述上接头底部与外缸的顶部连接，所述喷嘴、垫片设置于上接头内，所述内缸设置于所述喷嘴的底部并位于所述外缸内，所述心阀的阀芯、阀杆分别插于所述内缸的阀芯腔和阀杆腔内，所述内缸的底端为活塞腔，所述冲锤设置于所述所述内缸的底部，且所述冲锤的活塞和锤体分别插接于所述内缸的活塞腔和所述外缸的锤体腔内，所述外缸底部与所述四方套连接，所述砧子的轴颈和轴方分别插入所述四方套的颈腔和方腔内，在所述四方套的轴颈上设置有箍槽，所述箍槽内卡入两块半合箍，所述半合箍外径与所述外缸的锤体腔同径。/n

【技术特征摘要】
1.一种被动阀式液动潜孔锤，其特征在于：包括上接头、喷嘴、垫片、内缸、心阀、外缸、冲锤、半合箍、四方套和砧子，所述上接头、喷嘴、内缸、外缸和四方套均为空心结构，所述上接头底部与外缸的顶部连接，所述喷嘴、垫片设置于上接头内，所述内缸设置于所述喷嘴的底部并位于所述外缸内，所述心阀的阀芯、阀杆分别插于所述内缸的阀芯腔和阀杆腔内，所述内缸的底端为活塞腔，所述冲锤设置于所述所述内缸的底部，且所述冲锤的活塞和锤体分别插接于所述内缸的活塞腔和所述外缸的锤体腔内，所述外缸底部与所述四方套连接，所述砧子的轴颈和轴方分别插入所述四方套的颈腔和方腔内，在所述四方套的轴颈上设置有箍槽，所述箍槽内卡入两块半合箍，所述半合箍外径与所述外缸的锤体腔同径。


2.根据权利要求1所述的被动阀式液动潜孔锤，其特征在于：所述上接头底部与所述外缸的顶部螺纹连接，所述外缸底部与所述四方套螺纹连接。


3.根据权利要求1所述的被动阀式液动潜孔锤，其特征在于：所述喷嘴座于垫片上，垫片座于所述上接头内的圆柱腔的台肩上，由钻铤或钻杆的公螺纹端压紧定位。


4.根据权利要求1所述的被动阀式液动潜孔锤，其特征在于：所述内缸座挂在所述外缸内的凸台上，由所述上接头公螺纹压紧定位。


5.根据权利要求1所述的被动阀式液动潜孔锤，其特征在于：所述上接头的内部为带有台肩的圆柱腔，所述圆柱腔的底部导成向外扩张的锥腔，所述上接头的底部为螺纹连接端。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永宜，
申请(专利权)人：朱永宜，
类型：发明
国别省市：河北;13