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专利号: 202010106298X
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:包括蓄能器(3)、活塞座(4)、冲击主轴(5)、接头(6)和钻头冠(7),所述蓄能器(3)、活塞座(4)、接头(6)和钻头冠(7)由上至下相互固定并同轴布置,冲击主轴(5)上设有活塞(51)、螺旋头(52)和冲击锤(53),所述活塞(51)与活塞座(4)上的活塞腔(400)滑动连接,螺旋头(52)与接头(6)螺旋连接,冲击锤(53)伸于钻头冠(7)内;在活塞座(4)上设有进水流道(40)、第一出水流道(41)、第二出水流道(42)、蓄压流道(43)和泄压毛细孔(44),所述第一出水流道(41)、第二出水流道(42)、蓄压流道(43)和泄压毛细孔(44)均与所述活塞腔(400)相连通,且第一出水流道(41)和第二出水流道(42)对应位于活塞部(51)的上下两侧,进水流道(40)与第一出水流道(41)和第二出水流道(42)相连通,蓄压流道(43)与蓄能器(3)相连通;所述钻头冠(7)上设有冲洗流道(74)和四个出水孔(75),进水流道(40)和冲洗流道(74)各对应与两个出水孔(75)相连通。

2.如权利要求1所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述活塞座(4)上的活塞腔(400)为具有大圆部和小圆部的台阶孔结构,所述活塞头(51)滑动置于活塞腔(400)的大圆部内,第一出水流道(41)和泄压毛细孔(44)均与所述小圆部相连通,第二出水流道(42)和蓄压流道(43)均与所述大圆部相连通。

3.如权利要求2所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述冲击主轴(5)包括由上至下一体成型的轴头部(511)、泄压部(512)和轴身部(513),所述轴身部(513)的直径大于轴头部(511)的直径,轴头部(511)的直径大于泄压部(512)的直径,所述轴头部(511)滑动置于活塞腔(400)的小圆部内,且轴头部(511)将所述第一出水流道(41)的内孔口密封,所述活塞头(51)、螺旋头(52)和冲击锤(53)均设于轴身部(513)上。

4.如权利要求3所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述螺旋头(52)为半球形结构,在接头(6)的轴心方向上设有通孔,通孔的内壁上设有螺旋槽(61),螺旋头(52)置于螺旋槽(61)内。

5.如权利要求3所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述冲击锤(53)为块状结构,冲击锤(53)通过螺钉固定连接在轴身部(513)上,在钻头冠(7)的轴心方向设有冲击孔(70),冲击孔(70)为台阶状的盲孔结构,在冲击孔(70)的内壁上设有两个对称布置的砧板(71)。

6.如权利要求1所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述冲击主轴(5)的轴心方向上设有泄压流道(56),泄压流道(56)为通孔结构。

7.如权利要求1所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述第一出水流道(41)和第二出水流道(42)均沿着活塞座(4)的径向方向布置,且第一出水流道(41)和第二出水流道(42)均为通孔结构,在第一出水流道(41)和第二出水流道(42)的外孔口设有堵头(10);

所述蓄压流道(43)为具有水平孔与竖直孔的直角形结构,蓄压流道(43)水平孔为通孔结构,在所述水平孔的外孔口设有堵头(10)。

8.如权利要求1所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述蓄能器(3)为隔膜式蓄能器。

9.如权利要求1所述的周向冲击的防卡钻装置,其特征在于:所述钻头冠(7)上固定有外管(1),所述活塞座(4)和接头(6)均置于外管(1)内,在活塞座(4)上固定有内管(2),蓄能器(3)置于内管(2)内。

10.一种周向冲击的防卡钻方法,其特征在于:利用高压水产生的压力使得冲击主轴中活塞的上下两端产生压力差,并结合蓄能器的储能与放能使得冲击主轴作轴向往复移动,通过冲击主轴与接头的螺旋配合,实现冲击主轴的轴向移动与周向转动的复合运动,继而带动冲击主轴上冲击锤周向撞击钻头冠,最终实现对钻头冠的重复周向冲击。