[实用新型]高能射流式液动锤硬质合金缓冲环固定装置

说明书

高能射流式液动锤硬质合金缓冲环固定装置，属于钻探工具领域，其利用冲锤、卡槽、半圆卡和冲锤台阶面共同作用固定硬质合金缓冲环，并通过内锥环卡紧半圆卡，具体将硬质合金缓冲环套在冲锤后段上，然后将半圆卡放入设置在冲锤后段卡槽中，硬质合金缓冲环的下表面与冲锤台阶面紧密接触，硬质合金缓冲环上表面与半圆卡紧密接触，然后将内锥环套在半圆卡上，在整个工作周期内，内锥环一直牢牢卡紧着半圆卡，从而将硬质合金缓冲环可靠地固定在冲锤台阶面与半圆卡之间。与现有技术相比，本实用新型提出了一种新型可靠的硬质合金缓冲环固定装置，有效的解决了硬质合金缓冲环经常脱落的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种钻探工具，尤其是地质岩心钻探、科学钻探和油气钻井冲击回转钻进用高能射流式液动锤硬质合金缓冲环固定装置。

背景技术

射流式液动潜孔锤是我国第一种得到广泛应用的液动潜孔锤，只有一个运动零件，结构简单，深孔高围压适应性好。在地质岩心钻探、科学钻探和油气钻井领域，常规压力的射流式液动潜孔锤可以提高钻进效率30％以上，取得了优良技术经济效果。但是单次冲击功过小的问题一直阻碍着它的普及和应用。近些年来高压高能射流式液动锤解决了单次冲击功小这一难题。但是就目前使用情况来看,还存在着这样一个难题，即普通材质的射流元件极易被高压高能的水流冲蚀而失效，采用硬质合金材料的射流元件虽可以抵抗高速水流的冲蚀，但冲锤回程巨大的冲击能量极易导致射流元件断裂。因此，在冲锤上设计缓冲结构可以有效保护射流元件。其设计方案为在冲锤上用四个螺丝固定一个硬质合金环，在冲锤运动后期，合金环进入中接头空腔，冲锤与中接头之间的环状间隙大幅度缩小，产生节流缓冲作用，从而延长硬质合金射流元件使用寿命。但是合金环极易脱落而导致缓冲失效。分析原因为冲锤冲程末端与砧子碰撞而导致合金环处出现较大的应力集中，同时在高频的振动下螺丝紧固失效，进而导致合金环脱落。因此，在缓冲结构设计过程中，采取有效的合金环固定方法，对延长射流式液动冲击器使用寿命具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对高能射流式液动锤硬质合金缓冲环经常脱落的问题，提供一种新型可靠的硬质合金缓冲环固定装置。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：其利用冲锤、卡槽、半圆卡和冲锤台阶面共同作用固定硬质合金缓冲环，并通过内锥环卡紧半圆卡，所述卡槽为环形槽，其位于冲锤后段，卡槽靠近冲锤台阶面的一端与冲锤台阶面之间的距离小于硬质合金缓冲环的高度，卡槽远离冲锤台阶面的一端与冲锤台阶面之间的距离为硬质合金缓冲环高度与半圆卡高度之和；所述半圆卡设置在卡槽内，数量为两块，两块半圆卡对齐围成环形，半圆卡内壁为光滑圆柱形，且圆柱底面直径与冲锤后段直径相等，半圆卡的外壁分为两段，一段为光滑锥面，另一段为凸台，且凸台剖面外径小于硬质合金缓冲环外径；所述内锥环的内锥面与半圆卡的外锥面锥度相同，且内锥环小头直径小于半圆卡锥面小头直径，内锥环大头直径小于半圆卡锥面大头直径。

进一步，所述卡槽深度与冲锤后段半径之比0.1～0.2。

进一步，所述卡槽宽度与硬质合金缓冲环高度之比为1.0～1.2。

进一步，所述半圆卡的凸台剖面外径与硬质合金缓冲环外径之比为0.95～0.98。

进一步，所述半圆卡的外锥面锥度与内锥环的内锥面锥度均为1：10。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

1、通过半圆卡限制硬质合金缓冲环，然后内锥环固定半圆卡，在冲程后期，冲锤以很高的末速度冲击砧子，速度急剧下降，然而此时内锥环由于惯性作用，仍有向下运动的趋势，半圆卡卡紧。

2、便于安装，与之前的螺丝固定相比只需要合上半圆卡，套上内锥环即可。

3、对冲锤本身改动小，只需在冲锤后段车出一个较浅的环形槽，不会产生应力集中，影响应力波的传导。

附图说明