本实用新型专利技术公开了一种活塞组件，包括活塞轴，活塞轴上沿水流方向依次设置有助推活塞和弹性的密封圈，密封圈远离助推活塞的一端配合连接有限位件；助推活塞和密封圈均套设于活塞轴外且沿水流方向滑动设置。本实用新型专利技术还公开了一种密封结构。该活塞组件及密封结构通过助推活塞与钻杆内壁配合形成供水或泥浆通过的环状间隙，并保证环状间隙通过的流量小于送水装置所输送的流量，从而产生推动助推活塞靠向密封圈移动的压力，促使密封圈周向外缘与外管内壁紧密贴合，保证密封效果，以实现水平或者倾斜向上的内管总成投送，由于水流集中作用于助推活塞上，从而通过密封圈推动限位件移动，加速内管总成投送。加速内管总成投送。加速内管总成投送。
【技术实现步骤摘要】
一种活塞组件及包括活塞组件的密封结构
[0001]本专利技术涉及钻探
，尤其是涉及一种活塞组件及包括活塞组件的密封结构。
技术介绍
[0002]绳索取芯钻具是一种不提钻而能直接取得岩芯的先进钻具，因具有生产效率高、钻进成本低等优点，而被广泛使用。现有的绳索取芯钻具使用时，一般依靠重力将内管总成沿钻杆柱内壁下放至与外管总成中的预定位置，因此，现有的绳索取芯钻具一般适用于向下钻孔。
[0003]当需要进行水平或者倾斜向上钻孔时，为了减少磨损，通常采用公告号为CN206972184U的中国专利技术专利文件所公开的一种绳索取芯钻具的密封结构，该绳索取芯钻具的密封结构在能够实现水平钻进的同时，不仅能够让水流的利用率达到最大化；而且大大降低了零件的磨损，使用寿命长。
[0004]但是上述密封结构中，水流沿活塞轴长度方向流入凹槽内后，主要分为两部分作用于活塞上，一部分作用于凹槽内侧的周向外壁上，促使活塞向外涨开与钻杆的内壁密封接触，从而增大水流利用率，而另一部分作用于凹槽内侧的周向内壁上，促使活塞中心部分受压后与活塞轴紧密接触，降低了内管总成投送效率；此外，活塞向外涨开的部分有限，导致活塞与钻杆之间的密封性差，部分水流仍会通过活塞与钻杆之间的间隙，进一步降低了内管总成投送效率。
[0005]因此，有必要对现有技术绳索取芯钻具中的活塞组件及包括活塞组件的密封结构或密封结构进行改进。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种密封性良好且钻进效率高的活塞组件及包括活塞组件的密封结构。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种活塞组件，包括活塞轴，所述活塞轴上沿水流方向依次设置有助推活塞和弹性的密封圈，所述密封圈远离所述助推活塞的一端配合连接有限位件；所述助推活塞和所述密封圈均套设于所述活塞轴外且沿水流方向滑动设置。
[0008]上述技术方案的活塞组件，将整个设备装入钻杆内，使得活塞组件中助推活塞、钻杆周向内侧壁和活塞轴周向外缘之间存在水流通道，将活塞与活塞轴在内的内管总成放入钻杆后，连接送水装置向内输水，送水装置输送的水或泥浆，只能从助推活塞与钻杆内壁形成的环状间隙(水流通道)通过，由于环状间隙的允许流量远小于送水装置输送的流量，所以水流在送水装置与助推活塞中间形成压力，该压力推动助推活塞沿活塞轴的长度方向向密封圈移动，而密封圈的另一侧受限位件的作用，从而使助推活塞挤压密封圈，促使密封圈向外侧变形膨胀，与外管的周向内壁紧密贴合，保证密封性；继续通入水流，密封圈与钻杆内壁紧密接触，继而推动钻具，实现水平方向或者倾斜向上的内管总成投送。该活塞组件使
用时，除少许水流通过水流通道，大部分水流作用于助推活塞上，推动密封圈变形，使密封圈与钻杆内壁紧密接触，保持密封，从而提高了水流的利用率，送水装置输送的水或泥浆只能从助推活塞与钻杆内壁的环状间隙(即水流通道)通过，而由于从环状间隙通过的流量远小于送水装置所输送的流量，因此在送水装置与助推活塞之间形成压力，该压力推动助推活塞沿着活塞轴的轴向向密封圈靠近移动，挤压密封圈，使密封圈轴向压缩的同时径向膨胀，从而密封圈的周向外缘与钻杆的内壁紧密贴合，实现彻底密封；如此，保证了助推活塞的顺利移动，进而有利于加速限位件的移动，提高内管总成投送效率。
[0009]优选的，所述密封圈与所述活塞轴围合形成环状的变形腔；或者所述密封圈具有环状的变形腔，所述活塞轴设置于所述变形腔的内侧。
[0010]通过采用上述技术方案，减小了密封圈的材料用量，使密封圈内部呈中空结构，减少壁厚，从而加强密封圈的弹性，因此在受到相同压力下，密封圈具有更大的变形量，进而保证在钻具水平或倾斜向上内管总成投送中密封圈受压后与钻杆的周向内壁更紧密贴合，从而保证密封性。
[0011]优选的，所述助推活塞远离所述密封圈的一侧设置有径向分压凹陷。
[0012]送水装置输送水或泥浆后，水或泥浆进入至径向分压凹陷中，使得在径向上产生分力，若助推活塞为弹性件，则助推活塞的唇面外侧在径向分力的作用下，紧贴钻杆内壁，从而起到封闭水路的作用；若助推活塞为刚性件，则依靠助推活塞外壁与钻杆内壁的间隙建立压力，产生轴向位移，使密封圈轴向压缩的同时径向膨胀，保证密封圈的周向外缘紧贴钻杆内壁，起到密封作用。
[0013]优选的，所述径向分压凹陷为闭环槽，所述活塞轴设置于所述闭环槽的内侧。
[0014]通过采用上述技术方案，保证注入水流或者泥浆后，在助推活塞为弹性件的情况下，增加径向变形量，而助推活塞为刚性件时，能够推动助推活塞产生轴向位移，保证密封圈的周向外缘紧贴钻杆内壁，起到密封作用。
[0015]优选的，所述助推活塞与所述密封圈相抵接。
[0016]通过采用上述技术方案，有利于缩短整个活塞组件及包括活塞组件的密封结构的长度，减小活塞组件的体型，方便安装，进而减少内管总成投送时所需使用的冲水量，并保证对密封圈背对转接头一端的密封性；此外，当助推活塞发生位移后，能够立即作用于密封圈上，推动密封圈变形膨胀，与钻杆内壁紧密接触。
[0017]优选的，所述助推活塞和所述活塞轴围合形成环状的定位槽，所述密封圈背对所述转接头的一端与所述定位槽的内壁密封连接。
[0018]通过采用上述技术方案，利用助推活塞和活塞轴之间围合形成的定位槽，保证助推活塞、活塞轴和密封圈之间紧密连接，防止水流从三者之间的缝隙泄露。
[0019]优选的，所述密封圈的材料为聚氨酯。
[0020]通过采用上述技术方案，使得密封塞具有优良的弹性、伸长率、压缩强度和柔软性以及良好的化学稳定性。一方面，方便将该活塞组件及包括活塞组件的密封结构装配于钻杆内，对管材具有更高的容错率，另一方面，由于聚氨酯的优良弹性，在受到相同压力后，具有更大的变形量，能够快速达到与钻杆内壁密封，从而提高内管总成投送效率；另外，聚氨酯较普通橡胶，具有更强的耐磨性，可有效提升密封件的使用寿命。
[0021]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种密封结构，包括上述任意一种技术方案
中的活塞组件。
[0022]将上述技术方案的密封结构装入钻杆内后，送水装置输送的水或泥浆，只能从助推活塞与钻杆内壁形成的环状间隙(水流通道)通过，由于环状间隙的允许流量远小于送水装置输送的流量，所以水流在送水装置与助推活塞中间形成压力，该压力推动助推活塞沿活塞轴的长度方向向密封圈移动，以挤压密封圈，使得密封圈向外膨胀变形，加强与钻杆内壁的紧密接触，保证密封性；在持续通入水流后，水流通过助推活塞挤压密封圈，加强密封圈与钻杆内壁的密封连接，并通过推动限位件，进而推动钻具，实现水平方向或者倾斜向上的内管总成投送。该密封结构运用时，利用水流在助推活塞处产生的压差，推动助推活塞挤压弹性的密封圈，从而加强密封圈与钻杆内壁的紧密接触，保证充分利用水流，且避免水流将助推活塞向内侧挤压，如此有利于助推活塞的快速移动，提高了内管总成投送效率。
[0023]优选的，所述限位件为转接头，所述转接头与所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种活塞组件，包括活塞轴（1），其特征在于：所述活塞轴（1）上沿水流方向依次设置有助推活塞（4）和弹性的密封圈（5），所述密封圈（5）远离所述助推活塞（4）的一端配合连接有限位件；所述助推活塞（4）和所述密封圈（5）均套设于所述活塞轴（1）外且沿水流方向滑动设置。2.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于：所述密封圈（5）与所述活塞轴（1）围合形成环状的变形腔（6）；或者所述密封圈（5）具有环状的变形腔（6），所述活塞轴（1）设置于所述变形腔（6）的内侧。3.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于：所述助推活塞（4）远离所述密封圈（5）的一侧设置有径向分压凹陷（4
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1）。4.根据权利要求3所述的活塞组件，其特征在于：所述径向分压凹陷（4
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【专利技术属性】
技术研发人员：张世文，陈聪，骆梅，
申请(专利权)人：无锡锡钻地质装备有限公司，
类型：新型
国别省市：
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