[其他]射吸式沖擊器

在審

• 申請號: 101985000001970
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1005785B
• 公開（公告）日: 1989-11-15
• 發明（設計）人: 劉國經;朱乃正;王有群
• 申請（專利權）人: 云南省地質礦產局
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 李泉

射吸式沖擊器是屬于鉆探工程技術中加速鉆進的工具。它包括上接頭、閥室、閥、活塞、沖錘、外管、砧子、砧子套、下接頭等部件組成；利用壓力液流噴射時的卷吸作用和閥控液壓隨動系統壓力與位移的綜合反饋關系，使閥與活塞的上下腔產生交變壓力差，推動活塞在復運動，并以沖擊和振動兩種方式輸出能量，它結構簡單，工作原理獨特，易損件少，無迥流通道，適于高頻運轉，有效作用系數高；并且耐背壓性好，工作性能穩定，是一種新型液動沖擊器。

本發明屬于鉆探工程技術中加速鉆進的工具。

在已有技術中，液動沖擊回轉鉆進是一種利用沖擊功的高效率鉆進方法;沖擊器一般是以閥式正作用、閥式反作用、閥式雙作用原理或射流式原理制造的。它是靠液流壓力及彈簧的作用完成沖擊運動或靠液流在沖擊器內反復變換流動方向，推動活塞往復運動而形成沖擊作用。由于彈簧的反作用力及液流方向的不斷改變，使沖擊能量及頻率受到影響。SU-866-092文件中介紹的沖擊器，它由旁路渠道、錘砧、沖擊頭以及頂部底部環形溝道組成的一種閥式雙作用液動沖擊器，其結構復雜，沖擊能量消耗大，有效作用系數低，不宜于縮小直徑，且部件易磨損，使用壽命短。

本發明的目的是為了使沖擊器提高有效作用系數，簡化零部件結構。使之工作性能穩定，並適合于高頻沖擊，耐背壓性好，提高工作的可靠性。為此，本沖擊器是利用壓力液流噴射時的卷吸作用和閥控液壓隨動系統壓力與位移的綜合反饋關系，使閥與活塞的上下腔產生交變壓力差推動活塞往復運動，從而完成舉錘與沖擊，以沖擊和振動兩種方式輸出能量。它無液流旁路渠道，液流始終沿沖擊方向運動。加之結構件少，適于高頻沖擊，提高了有效作用系數。

沖擊器活塞7的沖程與回程相等，工作過程從回程開始。啟動前，閥4與活塞均處于工作行程下限。液流通道敞開（圖1），當噴嘴22向活塞7中央的承噴液流通道噴射高速射流時，根據噴射器原理，上腔23迅速降壓，閥下腔27則相應增壓。閥與活塞同時受到向上舉力。由于閥較活塞輕很多，必然先快速抵達工作行程上限（圖2），接著活塞與連接于其下端的沖錘8高速上升，直至沖錘頂部的凸圓錐構成的閥座19與閥下端的凹圓錐閉合為止（圖3）。此時，高速液流被切斷而產生水擊25，原處于低壓狀態的上腔立即形成高壓，其峰值達10-20MPa，下腔則由于高速液流之慣性，在上腔發生水擊的同時產生一次負水擊29，其壓力急劇下降，此時，上下腔形成很大壓力差26、30，推動閥與活塞迅速向下沖擊（圖4）。當閥抵達工作行程下限后，閥門逐步打開，活塞與沖錘受慣性和水擊作用繼續向下，直至使活塞下部的沖錘沖擊砧子13，這時又恢復到圖1的狀態，液流暢通，閥與活塞進入下一循環的回程。以上過程表明，閥控制著活塞的運動，而閥的運動又受到活塞位移的控制，閥與活塞的協調動作又同時控制著上下腔壓力差方向的交替變換，從而實現活塞的連續沖擊運動。

工作流量快速送入沖擊器，是正常工作條件下的唯一啟動條件，滿足啟動的工作流量快速射入，可使沖擊器在鉆孔中任何孔段工作。閥控液壓隨動系統，在結構參數合理匹配的情況下，對結構閥程、工作流量和背壓三個因素的變化敏感;背壓是沖擊器在鉆孔里工作時必然產生的，其大小隨粗徑鉆具和孔內情況的不同而異，是不定因素;本沖擊器有較好的適應背壓變化的特性，調節閥程或工作流量兩個中的一個或兩個都能使沖擊器的輸出獲得相應的改變。

沖擊器的閥與活塞由于是同時受同一液力作用而往復運動，即使在工作流量和背壓大幅度迅速改變的情況下，也能及時準確地響應，維持相應的輸出。又由于閥控系統中除密封圈5、6外，均由剛性原件組成，匹配關系穩定，且對各元件幾何參數的少量改變不敏感，因此在較長時間的使用過程中，雖有正常磨損等，仍能維持穩定的沖擊運動。

承受背壓高低和適應背壓變化的范圍，是液動沖擊器的一項重要性能指標，由于本沖擊器具有良好的耐背壓特性，在泵輸出功率許可范圍內，沖擊頻率和沖擊功會隨背壓的升高而相應增大，背壓的升高值可達5MPa。