阅读说明：本技术 一种复合式贯通液动潜孔锤 (Combined type link up hydraulic down-the-hole hammer ) 是由 王跃伟 谢文卫 齐力强 杨泽英 苏长寿 冯起赠 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合式贯通液动潜孔锤,包括外管,外管底端连接有传功轴,外管内设置有芯管,芯管底端与传功轴连接且芯管内部与传功轴内部相连通；芯管外侧套接有上喷嘴、上阀、冲锤组件；上喷嘴与芯管之间形成第一环形喷嘴；上喷嘴下方设置有上阀活动腔,上阀活动腔内设置有上阀且上阀可在上阀活动腔内上下滑动；冲锤组件包括上活塞、下活塞、冲锤体,上活塞、下活塞、冲锤体均套接在芯管外侧,上活塞、下活塞分别设置在冲锤体上下两端,冲锤体套接在上活塞、下活塞外侧,冲锤组件可相对于外管内侧壁沿轴线方向滑动；上活塞底端与芯管之间形成第二环形喷嘴,冲锤体侧面设置有第一旁通口,第一旁通口与第二环形喷嘴相连通。(The invention discloses a combined type through hydraulic down-the-hole hammer, which comprises an outer tube, wherein the bottom end of the outer tube is connected with a power transmission shaft, a core tube is arranged in the outer tube, the bottom end of the core tube is connected with the power transmission shaft, and the interior of the core tube is communicated with the interior of the power transmission shaft; the outer side of the core pipe is sleeved with an upper nozzle, an upper valve and a punching hammer assembly; a first annular nozzle is formed between the upper nozzle and the core pipe; an upper valve movable cavity is arranged below the upper nozzle, an upper valve is arranged in the upper valve movable cavity, and the upper valve can slide up and down in the upper valve movable cavity; the impact hammer assembly comprises an upper piston, a lower piston and an impact hammer body, wherein the upper piston, the lower piston and the impact hammer body are all sleeved on the outer side of the core pipe; a second annular nozzle is formed between the bottom end of the upper piston and the core pipe, a first bypass opening is formed in the side face of the impact hammer body, and the first bypass opening is communicated with the second annular nozzle.)

一种复合式贯通液动潜孔锤

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，尤其涉及一种复合式贯通液动潜孔锤。

背景技术

在科学钻探、石油天然气勘探、新能源勘探与开发等领域钻进中往往需要取芯钻进，常规提钻取芯钻进工艺需要大量起下钻的辅助工作，操作人员劳动强度大，施工效率低。在石油天然气勘探开发钻井中采用液动锤技术可大幅度提高钻进效率和钻孔质量，因此，采用液动潜孔锤与绳索取芯钻进、反循环连续取芯(样)钻进等先进工艺结合使用，可以大幅度提高取芯钻进工作效率。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种大幅度提高取芯钻进工作效率的复合式贯通液动潜孔锤。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种复合式贯通液动潜孔锤，包括外管，外管底端连接有传功轴，所述外管内设置有芯管，芯管底端与传功轴连接且芯管内部与传功轴内部相连通；芯管外侧套接有上喷嘴、上阀、冲锤组件；上喷嘴套接在芯管顶端外侧且与芯管之间形成第一环形喷嘴；上喷嘴下方设置有上阀活动腔，上阀活动腔内设置有上阀且上阀可在上阀活动腔内上下滑动，上阀外侧壁与外管内侧壁之间呈密封状态；所述冲锤组件包括上活塞、下活塞、冲锤体，上活塞、下活塞、冲锤体均套接在芯管外侧，上活塞、下活塞分别设置在冲锤体上下两端，冲锤体套接在上活塞、下活塞外侧，上活塞、下活塞外侧壁与外管内侧壁之间呈密封状态，冲锤组件可相对于外管内侧壁沿轴线方向滑动；上活塞底端与芯管之间形成第二环形喷嘴，冲锤体侧面设置有第一旁通口，第一旁通口与第二环形喷嘴相连通。

进一步的，所述复合式贯通液动潜孔锤还包括上接头、下接头，上接头设置在外管内侧壁与上喷嘴外侧之间，下接头设置在外管与传功轴之间，上接头、下接头分别于外管的上下两端螺纹连接。

进一步的，所述下接头内侧壁与传功轴外侧壁键连接，传功轴外侧壁与下接头内侧壁之间设置有可沿轴线方向滑动的防空打间隙，下接头顶端设置有卡瓦并通过卡瓦与传功轴卡合连接。

进一步的，所述传功轴在防空打间隙范围内相对于芯管底端可沿轴线方向相对滑动且两者之间呈密封状态。

进一步的，所述复合式贯通液动潜孔锤还包括上缸套、下缸套，上缸套、下缸套分别固定套接在外管内侧，上缸套设置在外管内侧壁与上阀外侧壁、上活塞外侧壁之间，上阀外侧壁、上活塞外侧壁相对于上缸套内侧壁均可沿轴线方向上滑动，上缸套内侧壁分别与上阀外侧壁、上活塞外侧壁呈密封状态；下缸套设置在外管内侧壁与下活塞外侧壁之间，下活塞外侧壁相对于下缸套内侧壁均可沿轴线方向上滑动，下缸套内侧壁与下活塞外侧壁呈密封状态。

进一步的，所述上阀侧壁设置有第二旁通口并通过第二旁通口与上活塞的中心孔相连通。

进一步的，所述上阀在上阀活动腔内的滑动行程为1～500毫米；所述冲锤组件相对于外管内侧壁的滑动行程为2～500毫米。

进一步的，所述第一环形喷嘴的当量直径为2～500毫米，第二环形喷嘴的当量直径为1～500毫米。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明在直立状态时上阀、冲锤组件均处于其下限位置，高压液流由上喷嘴与芯管形成的第一环形喷嘴通过，在上阀活动腔处形成负压，将上阀抬高至上限位；液流依次通过上阀、上活塞、第二环形喷嘴形成高速射流，在冲锤体的作用下将流体动能转化为压力能，下活塞下部的下腔压力上升，将冲锤组件抬起并加速向上运动；当冲锤组件向上运动到与上阀下端面接触时形成水击，液流被切断导致原高压腔与低压腔发生压力转换，瞬时高压推动上阀与冲锤组件一起高速下行；上阀先到达其下限位，冲锤组件则在惯性作用下继续下行并撞击传功轴完成冲击，此时复合式贯通液动潜孔锤的零件状态又恢复到起始状态，开始进入下一个工作循环。

本发明中上阀采用射吸原理，同时利用环形喷嘴形成的射流效应控制下腔液流流向，减小了密封副的数量，降低阻卡的机率，提高了复合式贯通液动潜孔锤对泥浆介质的适应性；并且其可以通过芯管进行取芯操作，解决了现有技术中取芯钻进工作费时费力的状况发生，有效提高了取芯钻进工作的效率，给人们的使用带来了便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明提供了一种复合式贯通液动潜孔锤，其包括上接头1、上喷嘴2、外管3、下接头4、传功轴5、上缸套6、上阀7、上活塞8、下缸套9、下活塞10、冲锤体11、卡瓦12、芯管13。所述外管3内部设有芯管13，芯管13下端坐在传功轴5的内台阶上，与传功轴5一起提供一个贯通的中心通道。上接头1、下接头4与外管3通过螺纹连接。下接头4与传功轴5通过花键配合将上部钻柱扭矩传递给下部钻头。下接头4与传功轴5可在轴线方向相对滑动，提供防空打空间，并通过两个半圆的卡瓦12限制传功轴5不致脱出。上喷嘴2与芯管13间形成第一环形喷嘴16，第一环形喷嘴16当量直径为2～500毫米，该第一环形喷嘴正对上阀7的上腔和中心孔，上阀7外端面与上缸套6内端面形成滑动配合，上阀7内端面与芯管13外端面形成滑动配合，上阀7位于上阀活动腔内，上阀7可在上阀活动腔15的上下限位间***并与芯管13形成运动密封，其运动行程为A，A的值为1～500毫米；上阀7侧壁设置有第二旁通口并通过第二旁通口与上活塞8的中心孔相连通。上活塞8、下活塞10与冲锤体11通过锥面或其他机械连接方式连接组成冲锤组件，上活塞8、下活塞10的外端面分别与上缸套6、下缸套9的内端面形成滑动配合，可在上下限位间***并与上缸套6、下缸套9形成运动密封，其运动行程为B，B的值为2～500毫米。上活塞8上端面与上阀7下端面在接触时可形成端面密封，同时形成水击。冲锤组件运动至下限位时与传功轴5发生冲击并以冲击波的方式将能量传递至钻头从而提高钻头碎岩。上缸套6、下缸套9通过台阶等限位方式与外管3保持相对静止，上活塞8底端与芯管13间形成第二环形喷嘴14，第二环形喷嘴14当量直径为1～500毫米，该冲锤体11侧面开有第一旁通口，第一旁通口与第二环形喷嘴14相连通。

复合式贯通液动潜孔锤的工作过程如下：复合式贯通液动潜孔锤在直立状态下上阀7、冲锤组件均处于其下限位置，高压液流由上喷嘴2与芯管13形成的第一环形喷嘴16通过，在上阀7上腔处形成负压，将上阀7抬高至上限位；液流依次通过上阀7、上活塞8、第二环形喷嘴14形成高速射流，在冲锤体11作用下将流体动能转化为压力能，下活塞10下部的下腔压力上升，将冲锤组件抬起并加速向上运动；当冲锤组件向上运动到与上阀7下端面接触时形成水击，液流被切断导致原高压腔与低压腔发生压力转换，瞬时高压推动上阀7与冲锤组件一起高速下行，下方的液流从第一旁通口流出。上阀7先到达其下限位，冲锤组件则在惯性作用下继续下行并撞击传功轴5完成冲击。此时复合式贯通液动潜孔锤的零件状态又恢复到起始状态，开始进入下一个工作循环。

本发明中上阀采用射吸原理，同时利用环形喷嘴形成的射流效应控制下腔液流流向，减小了密封副的数量，降低阻卡的机率，提高了复合式贯通液动潜孔锤对泥浆介质的适应性；并且其可以通过芯管进行取芯操作，解决了现有技术中取芯钻进工作费时费力的状况发生，有效提高了取芯钻进工作的效率，给人们的使用带来了便利。