[发明专利]一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置

说明书

一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，属于潜孔锤钻探用具技术领域，包括两个设置在射流元件上下两侧的垫片组件，并通过固定支架固定在射流元件上，垫片组件由垫片外顶盖、减振垫片、垫片内顶盖、密封圈、防松垫圈及内六角螺钉组成，减振垫片位于垫片外顶盖和垫片内顶盖之间，减振垫片由至少两片层叠设置的垫片构成，任意相邻两片垫片的波阻抗不同，垫片外顶盖、减振垫片和垫片内顶盖同轴且三者之间通过内六角螺钉和防松垫圈配合紧固连接在一起。本发明提出的保护装置结构简单，安装方便，制造成本低，能够大幅提高射流元件使用寿命，减少因射流元件损坏导致的起下钻时间，有效提高射流式高能液动潜孔锤在高温硬岩等地层中的钻进效率。

技术领域

本发明属于潜孔锤钻探用具技术领域，具体涉及一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置。

背景技术

近年来，随着浅层矿产资源日渐枯竭以及干热岩等新型资源能源的开发需要，亟待一种能够在可钻性差的坚硬地层快速钻进的新型钻进技术，以极大地提高硬岩地层的钻进效率，降低坚硬地层的钻进成本。研究发现，对于研磨性强可钻性差的地层，如花岗岩地层等，使用高能冲击破碎的方式相比传统回转钻进等技术，钻进效率可提高数倍。

但高能液动潜孔锤在通过巨大的冲击动能快速破碎岩石的同时，其内部各部件会不可避免的受到钻头和外管等反弹的冲击振动作用，由于反弹的冲击动能很大，冲击频率很高，导致潜孔锤内部各部件，特别是射流元件工作寿命快速下降。一方面射流元件多采用硬质合金制造，造价高昂；另一方面因潜孔锤部件损坏导致频繁提钻使得钻进效率降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有射流式高能液动潜孔锤内部射流元件在高能冲击振动作用下寿命降低的问题，提出了一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，能够大幅提高射流元件的使用寿命，减少因射流元件损坏导致的起下钻时间，有效提高了射流式高能液动潜孔锤在高温硬岩等地层中的钻进效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种硬质合金射流元件用多层垫片保护装置，其特征在于：包括垫片组件，垫片组件的数量为两个，两个垫片组件设置在射流元件的上下两侧，并通过固定支架固定在射流元件上，垫片组件由垫片外顶盖、减振垫片、垫片内顶盖、密封圈、防松垫圈及内六角螺钉组成，减振垫片位于垫片外顶盖和垫片内顶盖之间，减振垫片由至少两片层叠设置的垫片构成，任意相邻两片垫片的波阻抗不同，垫片外顶盖、减振垫片和垫片内顶盖同轴设置且三者之间通过内六角螺钉和防松垫圈配合紧固连接在一起，在垫片外顶盖、减振垫片及垫片内顶盖的表面上均设置有用于容置密封圈的密封槽，密封圈6安装在所述密封槽内；垫片内顶盖靠近射流元件设置并与其接触，在垫片内顶盖和射流元件的接触面上设置有密封圈，垫片外顶盖远离射流元件设置；

位于射流元件上方的垫片组件中间开设有与射流元件上端开孔相匹配的贯通圆孔；

位于射流元件下方的垫片组件上开设有两个通孔，两个通孔对称设置在垫片组件的中轴线两侧，两个通孔与所述射流元件下端开设的两个开孔一一对应。

进一步，沿垫片外顶盖的周向设置有供内六角螺钉穿过的沉头孔；减振垫片上设置有与所述沉头孔位置对应的过孔，用于供内六角螺钉穿过；垫片内顶盖上设置有与所述过孔位置对应的螺纹孔；防松垫圈设置在所述沉头孔内；内六角螺钉一端依次穿过沉头孔、防松垫圈及过孔后与垫片内顶盖上的螺纹孔螺纹紧固配合用于压紧减振垫片并将垫片外顶盖、减振垫片和垫片内顶盖固定为整体。

进一步，所述垫片内顶盖上设置有沿径向向外突出的连接部，数量为两组，两组连接部对称设置在垫片内顶盖两侧；所述连接部上开设有贯穿孔；所述固定支架的数量为两个，两个固定支架的两端设置有与所述连接部上的贯穿孔相配合的螺纹孔。

作为本发明的一种优选方案，所述减振垫片是由两种波阻抗不同的垫片按照间隔排列的方式构成的。

作为本发明的一种优选方案，所述减振垫片是由至少两片垫片沿着射流元件的中心轴线向着远离射流元件的方向按照波阻抗依次增大的顺序排列构成的。