适用于回转钻机的冲击钻具

255 编辑：中冶有色技术网来源：中煤特殊凿井有限责任公司

2023-12-21 14:02:37

权利要求书： 1.一种适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，包括回转钻机钻杆，所述回转钻机钻杆的底部设置有导向器组件，所述导向器组件的下方设置有冲击钻头；所述导向器组件包括导向器筒体，所述导向器筒体的内部成型有滑动轨道；所述冲击钻头设置在所述导向器筒体的下方，并通过滑动筒块与所述导向器筒体活动连接；在所述冲击钻头的上下冲击带动下，所述滑动筒块可沿所述滑动轨道的成型轨迹做上下滑动运动。

2.根据权利要求1所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述回转钻机钻杆上还设置有过渡接头；所述过渡接头的底端与所述导向器筒体的顶端固定相接，并且，所述过渡接头的底部朝向导向器筒体的内部方向还延伸设置有定位杆以及与所述回转钻机钻杆相连通的吸渣管。

3.根据权利要求2所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述吸渣管与所述冲击钻头上设置的吸渣口相连通。

4.根据权利要求2所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述滑动筒块的顶部还成型有定位杆通过轨道，所述定位杆通过轨道内配合有所述定位杆。

5.根据权利要求4所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述定位杆通过轨道的底部还设置有压缩弹簧。

6.根据权利要求5所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述压缩弹簧的内径略大于所述定位杆的外径。

7.根据权利要求1所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述冲击钻头的顶部与所述滑动筒块的底部固定相连；并且，所述冲击钻头与所述导向器筒体之间还通过油缸组件相连；在所述油缸组件的驱动下，所述冲击钻头相对所述导向器筒体做上下运动。

8.根据权利要求7所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，所述油缸组件具体包括油缸与驱动杆；所述油缸设置在所述导向器筒体上，油缸上连接有向下延伸的驱动杆；

所述驱动杆的底端与所述冲击钻头固定相连，其顶端与所述油缸配合相连；在所述油缸的控制下，所述驱动杆带动所述冲击钻头上下运动。

9.根据权利要求1-8任一所述的适用于回转钻机的冲击钻具，其特征在于，当所述冲击钻头向上冲击到位，在所述回转钻机钻杆的回转驱动下，所述冲击钻头进行回转动作。

说明书：一种适用于回转钻机的冲击钻具技术领域[0001] 本实用新型涉及钻井施工技术领域，尤其涉及一种适用于回转钻机的冲击钻具。背景技术[0002] 钻井法就是根据矿井设计的要求，用钻井设备在确定的位置上，钻一个适当直径和深度的井眼并进行永久支护，使之成为符合设计要求的矿井井筒。钻井法施工中，经过遇到直径大、岩石强度高(单轴饱和抗压强度≥100MPa)的深孔(井)。此时，若采用传统回转钻机滚刀钻头施工，效率低且耗能高，导致施工成本极高；若采用冲击钻机施工，施工成本低，但因其受钻井深度和直径限制，深度超过80m或直径超过4m便无法采用。[0003] 据此，目前急需对现有的钻井钻具进行改进，以获得一种能集“回转钻机”与“冲击钻机”施工优势于一体的新型钻井钻具。实用新型内容

[0004] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能集“回转钻机”与“冲击钻机”施工优势于一体的适用于回转钻机的冲击钻具。[0005] 本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：[0006] 一种适用于回转钻机的冲击钻具，包括回转钻机钻杆，所述回转钻机钻杆的底部设置有导向器组件，所述导向器组件的下方设置有冲击钻头；所述导向器组件包括导向器筒体，所述导向器筒体的内部成型有滑动轨道；所述冲击钻头设置在所述导向器筒体的下方，并通过滑动筒块与所述导向器筒体活动连接；在所述冲击钻头的上下冲击带动下，所述滑动筒块可沿所述滑动轨道的成型轨迹做上下滑动运动。[0007] 作为本实用新型的优选方式之一，所述回转钻机钻杆上还设置有过渡接头；所述过渡接头的底端与所述导向器筒体的顶端固定相接，并且，所述过渡接头的底部朝向导向器筒体的内部方向还延伸设置有定位杆以及与所述回转钻机钻杆相连通的吸渣管。[0008] 作为本实用新型的优选方式之一，所述吸渣管与所述冲击钻头上设置的吸渣口相连通。[0009] 作为本实用新型的优选方式之一，所述滑动筒块的顶部还成型有定位杆通过轨道，所述定位杆通过轨道内配合有所述定位杆。[0010] 作为本实用新型的优选方式之一，所述定位杆通过轨道的底部还设置有压缩弹簧。[0011] 作为本实用新型的优选方式之一，所述压缩弹簧的内径略大于所述定位杆的外径。[0012] 作为本实用新型的优选方式之一，所述冲击钻头的顶部与所述滑动筒块的底部固定相连；并且，所述冲击钻头与所述导向器筒体之间还通过油缸组件相连；在所述油缸组件的驱动下，所述冲击钻头相对所述导向器筒体做上下运动。[0013] 作为本实用新型的优选方式之一，所述油缸组件具体包括油缸与驱动杆；所述油缸设置在所述导向器筒体上，油缸上连接有向下延伸的驱动杆；所述驱动杆的底端与所述冲击钻头固定相连，其顶端与所述油缸配合相连；在所述油缸的控制下，所述驱动杆带动所述冲击钻头上下运动。[0014] 作为本实用新型的优选方式之一，当所述冲击钻头向上冲击到位，在所述回转钻机钻杆的回转驱动下，所述冲击钻头进行回转动作。[0015] 本实用新型相比现有技术的优点在于：本实用新型将冲击钻机低成本施工原理运用到回转钻机上，设计出了一种适用于回转钻机的新型冲击钻具；该新型钻机集“回转钻机”与“冲击钻机”的施工优势于一体，既采用低成本的冲击工艺，又能在回转钻机上直接使用，发挥回转钻机的大提升力、反循环携带钻渣的优点，实现高效率且低成本的硬岩施工。附图说明[0016] 图1是实施例1中适用于回转钻机的冲击钻具的整体结构示意图；[0017] 图2是实施例1中适用于回转钻机的冲击钻具在上升状态下的整体结构图；[0018] 图3是实施例1中适用于回转钻机的冲击钻具在下方冲击状态下的整体结构图。[0019] 图中：1为回转钻机钻杆，11为过渡接头，12为定位杆，13为吸渣管，2为导向器组件，21为导向器筒体，22为滑动轨道，3为冲击钻头，31为吸渣口，4为滑动筒块，41为定位杆通过轨道，42为钻渣流动通道，5为压缩弹簧，6为油缸组件，61为油缸，62为驱动杆。具体实施方式[0020] 下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。[0021] 实施例1[0022] 如图1-3所示，本实施例的一种适用于回转钻机的冲击钻具，主要是基于对传统回转钻机的进一步改进。所述适用于回转钻机的冲击钻具包括回转钻机钻杆1，回转钻机钻杆1的底部设置有导向器组件2，导向器组件2的下方设置有冲击钻头3。导向器组件2包括导向器筒体21，导向器筒体21的内部成型有滑动轨道22；冲击钻头3设置在导向器筒体21的下方，并通过滑动筒块4与导向器筒体21活动连接。其中，在冲击钻头3的上下冲击带动下，滑动筒块4可沿滑动轨道22的成型轨迹做上下滑动运动。本实施例中，由于冲击钻头3具有“上下冲击”功能，并且，回转钻机钻杆1也能带动冲击钻头3实现回转功能，因此，本实施例装置可以在钻井法施工过程中实现边冲击边回旋，从而大大提高工作效率，降低施工成本。

[0023] 进一步地，在本实施例中，回转钻机钻杆1上还设置有过渡接头11。过渡接头11的底端与导向器筒体22的顶端固定相接，并且，过渡接头11的底部朝向导向器筒体22的内部方向还延伸设置有两个定位杆12以及一个与上述回转钻机钻杆1相连通的吸渣管13；其中，吸渣管13位于中间位置，两个定位杆12布置在所述吸渣管13的左右两侧。[0024] 进一步地，在本实施例中，滑动筒块4的顶部还成型有两个定位杆通过轨道41，两个定位杆通过轨道41内分别配合一个上述定位杆12；此外，两个定位杆通过轨道41之间还构成一个上下连通的钻渣流动通道42，钻渣流动通道42的顶端与吸渣管13相连通，钻渣流动通道42的底端与冲击钻头3上设置的吸渣口31相连通。[0025] 进一步地，在本实施例中，两个定位杆通过轨道41的底部还分别设置有一组压缩弹簧5，压缩弹簧5的内径略大于定位杆12的外径。当冲击钻头3上升时，滑动筒块4沿着滑动轨道22向上移动，此时，定位杆通过轨道41也向上移动至靠近上述定位杆12；当冲击钻头3上升到一定位置，定位杆12能刚好套入压缩弹簧5的内部，并且压缩弹簧5被压缩，形成压缩弹簧5对冲击钻头3向下推动的弹簧力。[0026] 进一步地，在本实施例中，冲击钻头3的顶部与滑动筒块4的底部固定相连，并且，冲击钻头3与导向器筒体21之间还通过油缸组件6相连。在油缸组件6的驱动下，冲击钻头3相对导向器筒体21做上下运动。具体地，油缸组件6包括油缸61与驱动杆62，油缸61设置在导向器筒体21上，油缸61上连接有向下延伸的驱动杆62。其中，驱动杆62的底端与冲击钻头3固定相连，其顶端与油缸61配合相连。在油缸61的控制下，驱动杆62能带动冲击钻头3上下运动。

[0027] 进一步地，在本实施例中，当冲击钻头3向上冲击到位，可操作相应控制装置来控制回转钻机钻杆1进行回转驱动，在回转钻机钻杆1的回转驱动下，冲击钻头3方可在深井内进行回转动作。[0028] 其中，需要注意的是，如之前所述，本实施例装置主要是基于对传统回转钻机的进一步改进，因此，本实施例的回转钻机钻杆1、过渡接头11部件均可利用原回转钻机的原配置。[0029] 工作原理：[0030] (1)当给油缸61供油时，油缸61向上收驱动杆62，带动冲击钻头3上升，此时，冲击钻头3向上滑动；当控制手柄转换油缸61供油方向，冲击钻头3受重力和压缩弹簧5作用，冲击钻头3快速下放，达到冲击破岩效果。[0031] (2)为实现全断面冲击破岩和回转切割凸点岩面，可在深井内一个方位冲击一定时间后，再通过钻机回转功能，驱动回转钻机钻杆1，带动冲击钻头3进行回转换位冲击；也可采用传统回转钻机自带的“回转切割”或“磨削方式”破岩实现多种破岩方式(回转换位时，先将冲击钻头3提离深井孔底，再旋转换位，停止旋转后再进行冲击)。[0032] (3)本实施例装置保留了传统回转钻机的气举反循环工作原理携带钻渣；基于本实施例结构，破碎的岩块随着流动泥浆自工作面通过冲击钻头3吸渣口31吸入，并经过相应经过通道与连通的回转钻机钻杆1排至地面进行分离处理，处理过洁净泥浆又可重复流入深井内，实现泥浆往复循环有效携带钻渣。[0033] 此外，还需要注意的是，由于本实施例上述结构中提及的“油缸61控制驱动杆62方式”、“钻机驱动回转钻机钻杆1回转的方式”以及传统回转钻机控制“回转切割”与“磨削”的方式均为现有技术，在此便不再具体赘述。[0034] 本实施例的有益之处：[0035] (1)本实施例将冲击钻机与回旋钻机完美结合，互补长短；本实施例装置可以在钻井法施工过程中实现边冲击边回旋，从而大大提高工作效率，降低施工成本；[0036] (2)本实施例在传统回旋钻机导向器组件2的导向器筒体内21设置滑动轨道22，该滑动轨道22既可实现轨道功能，使冲击钻头3顺着滑动轨道22在导向器筒体21内做上下滑动，同时，又可传扭；[0037] (3)本实施例通过油缸61控制驱动杆62的方式带动冲击钻头3向上滑动，同时，使冲击钻头3在重力和压缩弹簧5作用下又可快速下放；该方式操作简单、方便；[0038] (4)本实施例利用回转钻机反循环携带钻渣功能，便于携带钻渣，克服“传统冲击钻机”钻渣靠泥浆浮力上升排渣不畅的缺点。[0039] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。