发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种切焦器切换器一体化结构，包括切焦器、切换器；切焦器包括上壳体、壳体、下壳体，上壳体、壳体、下壳体依次上下设置、固定连接；壳体上部中间设置有过滤器，壳体绕其轴线对称设置有切割喷水口；壳体、下壳体中间设置有喷嘴切换阀；下壳体底面及侧锥面设置有钻孔喷水口；切换器内置于壳体、下壳体中；切焦器工作时连接有高压水源，通过控制高压水源由高压变为低压驱动切换器动作，切换器动作使喷嘴切换阀相应发生动作，自动实现切割喷水口与钻孔喷水口工作状态的切换。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种切焦器切换器一体化结构，包括切焦器、切换器；切换器内置于切焦器中；切焦器切换器的一体化结构设计，解决了现有切焦器与切换器分离结构设计所带来的切换器外露问题，避免了切焦器工作过程中因发生焦块坍塌而导致的切换器损坏；同时也改善了切焦器质心与旋转轴线不重合的问题，使切焦器工作时的旋转速度得以提高，相应地提高了除焦效率的提升。

进一步的，切焦器包括上壳体、壳体、下壳体，上壳体、壳体、下壳体依次上下设置、固定连接；壳体上部中间设置有过滤器；壳体绕其轴线对称设置有切割喷水口；下壳体底面及侧锥面设置有钻孔喷水口；壳体、下壳体中间设置有喷嘴切换阀；切换器设置在壳体、下壳体一侧内；

切焦器工作时连接有高压水源，过滤器用于过滤高压水源的固体杂质，防止固体杂质进入喷嘴切换阀、切换器中，使喷嘴切换阀、切换器发生卡死而失效；

切焦器工作时，由钻杆带动切焦器做旋转及上下方向运动；当高压水从切焦器的钻孔喷水口喷出，钻杆带动切焦器旋转并同时向下运动，切焦器执行钻孔作业；当高压水从切焦器的切割喷水口喷出，钻杆带动切焦器旋转并同时向下运动，切焦器执行切焦作业；钻孔喷水口、切割喷水口工作状态的切换，由喷嘴切换阀控制实现，而喷嘴切换阀的动作则由切换器控制实现；当通过控制高压水源由28MPa高压变为5-7MPa低压、再变为28MPa高压时，切换器执行一个动作循环，切换器的动作循环使喷嘴切换阀执行一次切换动作，使切焦器由钻孔喷水口工作状态切换为切割喷水口工作状态，或由切割喷水口工作状态切换为钻孔喷水口工作状态。

进一步的，过滤器包括滤芯、滤芯支座、过滤筒，三者依次嵌套，固定设置在壳体上部中间的通孔中；过滤器过滤后的水通过上壳体的动力水道进入切换器中。

进一步的，切割喷水口包括切焦整流器、切焦喷嘴、切焦喷嘴压环，切焦整流器、切焦喷嘴设置在壳体周向通孔中，通过切焦喷嘴压环与壳体固定连接。

进一步的，喷嘴切换阀包括上阀座、滑阀、上阀套、下阀套、下阀座；上阀座、上阀套、下阀套、下阀座固定设置在壳体和下壳体中，滑阀活动设置在上阀套、下阀套的空腔中；滑阀上设有滑阀活塞，滑阀活塞设在上阀套、下阀套与滑阀围成的密封空腔中；上阀套靠近上下两端绕轴线均布设有贯通的上阀套水道A、上阀套水道B；当上阀套水道B连通高压水时，高压水进入滑阀活塞下侧的空腔中，推动滑阀向上滑动，滑阀上端与上阀座接触，关断切割喷水口的高压水，接通钻孔喷水口的高压水，切焦器工作在钻孔状态；当上阀套水道A连通高压水时，高压水进入滑阀活塞上侧的空腔中，推动滑阀向下运动，滑阀下端与下阀座接触，关断钻孔喷水口的高压水，接通切割喷水口的高压水，切焦器工作在切焦状态。

进一步的，钻孔喷水口包括钻孔喷嘴、钻孔喷嘴压环，钻孔喷嘴设置在下壳体底面及侧锥面的通孔中，通过钻孔喷嘴压环与下壳体固定连接；下壳体底面的钻孔喷水口设置有一个，下壳体侧锥面的钻孔喷水口均布设置有若干个。

进一步的，壳体上还设有壳体作动器孔、分配器孔，壳体作动器孔、分配器孔相互连通；下壳体还上设有下壳体作动器孔；切换器包括作动器、分配器，作动器固定设置在壳体作动器孔、下壳体作动器孔中，分配器固定设置在分配器孔中，作动器、分配器通过齿条、齿轮啮合连接。

进一步的，作动器包括柱塞帽、柱塞导向座、柱塞齿条筒、柱塞弹簧、柱塞弹簧座；柱塞帽、柱塞导向座固定设置在壳体作动器孔上侧，柱塞弹簧座固定设置在下壳体作动器孔下侧，柱塞齿条筒活动设置在壳体作动器孔、下壳体作动器孔中，柱塞弹簧设置在柱塞齿条筒与柱塞弹簧座之间；

柱塞齿条筒上部设有柱塞，侧面设有齿条，柱塞帽设有柱塞腔、柱塞腔水道，柱塞穿过柱塞导向座的通孔设在柱塞腔中，柱塞穿与柱塞腔之间设有间隙；柱塞腔水道与上壳体的动力水道连通；

切焦器连接的高压水源处于28MPa高压状态时，经过滤器过滤后的高压水通过动力水道、柱塞腔水道，进入柱塞帽的柱塞腔中，在柱塞上端面产生推力，推动柱塞齿条筒克服柱塞弹簧的弹力向下运动；切焦器连接的高压水源处于设定的5-7MPa低压状态时，经过滤器过滤后的高压水压力降低，在柱塞上端面产生的推力相应降低，此时柱塞弹簧的弹力大于柱塞上端面的推力，柱塞齿条筒在柱塞弹簧推动下克服柱塞上端面的推力向上运动；当通过控制高压水源由28MPa高压变为5-7MPa低压、再变为28MPa高压时，切换器的柱塞齿条筒完成向上运动、再向下运动的一次动作循环。

进一步的，壳体的分配器孔底部设有壳体水道A、壳体压力水出口、壳体水道B，壳体压力水出口与动力水道连通，壳体水道A与上阀套的上阀套水道A连通，壳体水道B与上阀套的上阀套水道B连通；

分配器包括分配盘、摆动齿轮、棘轮轴、棘轮轴端盖；

分配盘中间设有内孔，分配盘与分配器孔底部接触侧的端面设有分配盘进水口、分配盘出水口A、分配盘出水口B、分配盘回水口，分配盘进水口、分配盘出水口A、分配盘出水口B、分配盘回水口均通过独立设置的水道连通至分配盘内孔壁上设置水孔，其中分配盘回水口还通过与分配器孔底部接触侧端面上设置的矩形槽与分配盘的内孔连通；分配盘固定设置在分配器孔底部，分配盘进水口与壳体压力水出口连通，分配盘出水口A与壳体水道A连通，分配盘出水口B与壳体水道B连通；

摆动齿轮中间设有通孔，圆周方向上设有不完全轮齿，不完全轮齿与齿条啮合；摆动齿轮、棘轮轴端盖圆周方向还活动设置有弹珠；棘轮轴上设有棘轮槽、配水槽、棘轮轴回水口、棘轮轴排水口；棘轮槽设有两组，每组沿圆周均布设有四个，配水槽对称设有两个；棘轮轴回水口与棘轮轴排水口连通；棘轮轴端盖中间设有通孔；

分配盘、摆动齿轮、棘轮轴端盖由内至外依次设置，分配盘固定设置在分配器孔底部，棘轮轴端盖与壳体固定连接；棘轮轴转动设置在分配盘、摆动齿轮、棘轮轴端盖的通孔中，摆动齿轮、棘轮轴端盖圆周设置的弹珠分别与棘轮轴上的两组棘轮槽相对应；配水槽与分配盘内孔壁上的水孔位置相对应；

当柱塞齿条筒向上运动时，驱动摆动齿轮旋转，摆动齿轮上的弹珠与相应的棘轮槽配合，推动棘轮轴与摆动齿轮同步转动，此时棘轮轴端盖的弹珠则沿相应的棘轮槽滑动；当柱塞齿条筒向下运动时，驱动摆动齿轮回转，摆动齿轮上的弹珠沿相应的棘轮槽滑动，棘轮轴端盖的弹珠则卡在相应的棘轮槽内，此时棘轮轴保持不动；即柱塞齿条筒在一次向上运动、再向下运动的动作循环中，棘轮轴仅沿着一个旋转方向旋转90°（棘轮槽沿圆周均布设有四个）；

随着棘轮轴转动，配水槽使分配盘的分配盘进水口与分配盘出水口A连通、分配盘出水口B与分配盘回水口连通，或使分配盘进水口与分配盘出水口B连通、分配盘出水口A与分配盘回水口连通；

当分配盘进水口与分配盘出水口A连通时，上阀套水道A连通高压水，高压水进入滑阀活塞上侧的空腔中，推动滑阀向下运动，滑阀活塞下侧空腔中的水经上阀套水道B、分配盘出水口B、分配盘回水口、棘轮轴排水口排出；滑阀下端与下阀座接触，关断钻孔喷水口的高压水，接通切割喷水口的高压水，切焦器工作在切焦状态；

当上阀套水道B连通高压水时，高压水进入滑阀活塞下侧的空腔中，推动滑阀向上滑动，滑阀活塞上侧空腔中的水经上阀套水道A、分配盘出水口A、分配盘回水口、棘轮轴排水口排出；滑阀上端与上阀座接触，关断切割喷水口的高压水，接通钻孔喷水口的高压水，切焦器工作在钻孔状态；

当通过控制高压水源由28MPa高压变为5-7MPa低压、再变为28MPa高压时，切焦器完成一次由钻孔状态到切焦状态的转换，或由切焦状态到钻孔状态的转换。

进一步的，当一体化结构的切焦器切换器组装完成后，进行动平衡旋转测试，根据测试结果在壳体、下壳体的相应位置加工出动平衡孔，以改善切焦器整体存质心与旋转轴线不重合的问题。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：包括切焦器、切换器；切焦器包括上壳体、壳体、下壳体，上壳体、壳体、下壳体依次上下设置、固定连接；壳体上部中间设置有过滤器，壳体绕其轴线对称设置有切割喷水口；壳体、下壳体中间设置有喷嘴切换阀；下壳体底面及侧锥面设置有钻孔喷水口；切换器内置于壳体、下壳体中；切焦器工作时连接有高压水源，通过控制高压水源由高压变为低压驱动切换器动作，切换器动作使喷嘴切换阀相应发生动作，自动实现切割喷水口与钻孔喷水口工作状态的切换；由于采用切焦器切换器一体化结构设计，解决了现有切换器固定设置连接在切焦器外部而容易导致其损坏的问题，因此极大提高了切焦器的使用寿命；另外采用切焦器切换器一体化结构设计后，可退通过在壳体、下壳体上钻孔的方式实现切焦器整体质量的配平，保证切焦器整体质心与其旋转轴线重合，因此可大大提高切焦器工作时的旋转速度，从而极大提高了除焦效率。