一种气动冲击器用逆止阀及新型潜孔气动冲击器的制作方法

本实用新型涉及地质勘探领域，具体地涉及一种气动冲击器用逆止阀及新型潜孔气动冲击器。

背景技术：

气动冲击器(包括正循环冲击器和反循环冲击器)是地质勘探领域公认的最高效的硬岩钻进工具。随着行业发展，地质勘探一直在提速提效下功夫。特别是针对一些变质岩、火成岩地层，常规的勘探方法效率十分低，只有使用气动冲击器才能有效提高钻孔速度。

逆止阀是气动冲击器里一个关键的零部件。它可以控制气动冲击器气道的开闭，有效防止地层流体进入冲击器内部，延长冲击器的使用寿命。现有的气动冲击器(通常地质矿山领域会使用反循环气动冲击器来达到地层取样的目的)，特别是反循环冲击器，都是采用一个独立的环形逆止阀。然而独立环形逆止阀一旦失效，会影响冲击器的正常工作；且独立环形逆止阀尺寸较大，加工精度上(或者装配精度上)有时候因厂家原因难以保证。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本实用新型的目的之一在于提供一种气动冲击器用逆止阀及新型潜孔气动冲击器，以提高气动冲击器及其逆止阀工作的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种气动冲击器用逆止阀。

所述逆止阀可包括：上接头、中心管、多个伞形阀芯、多个弹性件，其中，

上接头的前端能够与钻杆连接，后端能够与气动冲击器外管体连接，上接头为空腔结构并可包括第一腔体、第二腔体和多个锥形孔，其中，第一腔体和第二腔体沿上接头的轴线分布且相互连通，第一腔体的内径大于第二腔体的内径，第一腔体在上接头的前端面上形成了第一开口，第二腔体在上接头的后端面形成了第二开口，锥形孔开设在上接头的后端面上，并沿周向围绕第二腔体分布且与第一腔体连通，从第一开口至第二开口方向，锥形孔的内径逐渐增大；

伞形阀芯可与锥形孔的数量相同且能够一一对应，伞形阀芯可包括相连接的圆台段和圆柱段，圆台段可与锥形孔相适配，每个伞形阀芯的圆台段都能够插入到对应的锥形孔中并实现密封；

中心管可位于上接头和气动冲击器内部，中心管的前段可位于上接头内部且插入在第二腔体中，中心管的后段上可设置有向外突出的导正段，导正段上可设置有多个沿周向分布且呈贯通状态的导正孔和流道，导正孔可与锥形孔数量相同且能够一一对应，导正孔和流道的轴线可与中心管的轴向平行，每个伞形阀芯的圆柱段能够插入到一个导正孔中；

弹性件的数量可与伞形阀芯的数量相同且能够一一对应，每个弹性件都能够使对应伞形阀芯的圆台段进入到锥形孔中。

在本实用新型的气动冲击器用逆止阀的一个示例性实施例中，所述中心管可与所述第二腔体之间通过密封件进行密封。

在本实用新型的气动冲击器用逆止阀的一个示例性实施例中，所述弹性件可包括弹簧，所述弹簧可套在伞形阀芯的圆柱段上并呈压缩状态。

在本实用新型的气动冲击器用逆止阀的一个示例性实施例中，所述导正孔的孔径比所述伞形阀芯的圆柱段的直径大1～1.5mm。

在本实用新型的气动冲击器用逆止阀的一个示例性实施例中，所述中心管的后段上还可设置有向外突出且位于所述导正段之后的限位段。

在本实用新型的气动冲击器用逆止阀的一个示例性实施例中，所述流道可与导正孔的数量相同且能够一一对应。

本实用新型另一方面提供了一种新型潜孔气动冲击器。

所述气动冲击器可包括外管体、内管体、活塞、钻头和逆止阀，其中，

外管体和内管体可同轴设置且两者之间具有一定的间隙，内管体的前管口可位于外管体的内部，前管口可为内管体远离钻头的管口；

活塞可位于内管体的内部并紧抵内管体的内壁；

钻头可位于活塞的后部，其在活塞的冲击下能够进行冲击作业；

逆止阀可包括上接头、中心管、多个伞形阀芯、多个弹性件，其中，上接头的前端可与钻杆连接，后端可与气动冲击器外管体连接，上接头为空腔结构并可包括第一腔体、第二腔体和多个锥形孔，其中，第一腔体和第二腔体沿上接头的轴线分布且相互连通，第一腔体的内径大于第二腔体的内径，第一腔体在上接头的前端面上形成了第一开口，第二腔体在上接头的后端面形成了第二开口，锥形孔开设在上接头的后端面上，并沿周向围绕第二腔体分布且与第一腔体连通，从第一开口至第二开口方向，锥形孔的内径逐渐增大；

伞形阀芯可与锥形孔的数量相同且能够一一对应，伞形阀芯可包括相连接的圆台段和圆柱段，圆台段与锥形孔相适配，每个伞形阀芯的圆台段都能够插入到对应的锥形孔中并实现密封；

中心管可位于上接头和气动冲击器内部，中心管的前段可位于上接头内部且插入到第二腔体中，中心管的后段上可设置有向外突出的导正段、限位段，导正段上可设置有多个沿周向分布且贯通状态的导正孔和流道，导正孔可与锥形孔数量相同且能够一一对应，导正孔和流道的轴线可与中心管的轴向平行，每个伞形阀芯的圆柱段能够插入到一个导正孔中；限位段可位于导正段之后且两者之间具有一定的轴向距离；导正段可与外管体的内壁连接且两者之间呈密封状态，限位段可与内管体的内壁相连接并能够封堵内管体的管口；

弹性件的数量可与伞形阀芯的数量相同且能够一一对应，每个弹性件都能够使对应伞形阀芯的圆台段进入到锥形孔中；

导正段、限位段、导正段与限位段之间的中心管、以及部分外管体围成了第一气体流腔，第一气体流腔与所述流道连通；

限位段、限位段之后的部分中心管和内管体前段围成了第二气体流腔，内管体前段上设置有将第一、第二流道连通的孔洞。

在本实用新型的新型潜孔气动冲击器的一个示例性实施例中，所述中心管可与第二腔体之间通过密封件进行密封。

在本实用新型的新型潜孔气动冲击器的一个示例性实施例中，所述外管体和内管体的后段之间可通过密封件进行密封。

在本实用新型的新型潜孔气动冲击器的一个示例性实施例中，所述活塞的前端可为沿径向外突出的突出端，该突出端能够抵扣在内管体的内壁上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括：结构简单、零部件少、易于加工；伞形阀芯能够自动对中冲击器使用过程中的密封效果大大提高；设置了多组阀芯，即使个别阀芯发生卡滞，其它阀芯可保持使用，不影响冲击器正常工作。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例中的新型潜孔气动冲击器的逆止阀关闭的一个结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例中的新型潜孔气动冲击器的逆止阀开启的一个结构示意图；

图3示出了本实用新型的一个示例性实施例中的新型潜孔气动冲击器的一个剖视图；

图4示出了本实用新型的一个示例性实施例中的新型潜孔气动冲击器的另一个剖视图；

主要附图标记说明：

1、上接头，2、中心管，3、外管体，4、内管体，5、第一气体流腔，6、第一腔体，7、锥形孔，8、第二腔体，9、伞形阀芯，10、弹性件，11、导正段，12、限位段，13、第二气体流腔，14、活塞，15、钻头，111、流道。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本实用新型的气动冲击器用逆止阀及新型潜孔气动冲击器。

本实用新型一方面提供了一种气动冲击器用逆止阀。

在本实用新型的气动冲击器用逆止阀一个示例性实施例中，如图1所示，所述逆止阀可以包括：上接头1、中心管2、多个伞形阀芯9、多个弹性件10，其中，

上接头1的前端可以与钻杆螺纹连接，后端可以与气动冲击器的外管体3螺纹连接，可以将钻具的扭矩传递给气动冲击器，实现转动。

上接头1可以为空腔结构，并且可以包括第一腔体6、第二腔体8和多个锥形孔7，其中，第一腔体6和第二腔体8可以沿上接头的轴线分布并且可以相互连通，第一腔体6的内径可以大于第二腔体8的内径，第一腔体6可以在上接头1的前端面上形成第一开口，第二腔体8可以在上接头1的后端面形成第二开口，锥形孔7可以开设在上接头1的后端面上，并且锥形孔7能够沿上接头1的轴向围绕第二腔体8分布连通，从第一开口至第二开口方向，锥形孔7的内径逐渐增大。

在本实施例中，所述中心管2和第二腔体8之间可以通过密封件进行密封，所述密封件可以包括o型密封圈，所述锥形孔7的角度可以为5～40°，例如15°。

伞形阀芯9可以与锥形孔7的数量相同并且能够一一对应，伞形阀芯9包括相连接的圆台段和圆柱段，圆台段与锥形孔7相适配，每个伞形阀芯9的圆台段都能够插入对应的锥形孔7中并实现密封，如图3所示，图3为图2所示的气动冲击器的b-b处的剖面示意图，示出了8个伞形阀芯的分布示意图。

中心管2可以位于上接头1和气动冲击器的内部，中心管2的前段可以位于上接头1的内部并且插入在第二腔体8中，中心管2的后段上可以设置有向外凸出的导正段11，如图4所示，图4为图2所示的气动冲击器的e-e处的剖面示意图，导正段11上设置有多个沿周向分布且呈贯通状态的导正孔和流道111，流道111与导正孔的数量相同且能够一一对应，导正孔与锥形孔7数量相同且能够一一对应，导正孔和流道111的轴线与中心管的轴向平行，每个伞形阀芯9的圆柱段能够插入到一个导正孔中。

在本实施例中，所述伞形阀芯9的圆柱段的直径可以比所述导正孔的孔径小，例如小于1～1.5mm，两者之间存在间隙可以让伞形阀芯9在复位的过程中，与上接头1的锥形孔7实现自动找正、对中，保证锥形孔7的密封效果。

在本实施例中，所述中心管2的后段上还可以设置有向外突出却位于所述导正段11之后的限位段12，使得伞形阀芯9的移动长度有限，能够保证弹性件10不会因为过度压缩而复位困难，进而能够避免锥形孔7密封失效。

弹性件10的数量与伞形阀芯9的数量相同且能够一一对应，每个弹性件10都能够使对应伞形阀芯9的圆台段进入到锥形孔7中。

在本实施例中，所述弹性件10可以包括弹簧，当所述弹簧套在伞形发新的圆柱段上时，可以呈压缩状态，在压缩状态下，伞形阀芯9的圆台段更容易插入对应的锥形孔7中实现密封。

在本实施例中，所述锥形孔7、伞形阀芯9、弹性件10的数量都可以包括至少两个，例如8个。

本实用新型另一方面提供了一种新型潜孔气动冲击器。

在本实用新型的新型潜孔气动冲击器的一个示例性实施例中，如图1所示，所述冲击器可以包括外管体3、内管体4、活塞14、钻头15和逆止阀，其中，

外管体3和内管体4可以同轴设置在两者之间并且具有一定的间隙，内管体4的前管口可以位于外管体3的内部，前管口可以为内管体4远离钻头的管口。

活塞14可以位于内管体4的内部并紧抵内管体4的内壁。

钻头15可以位于活塞14的后部，其在活塞14的冲击下能够进行冲击作业。

逆止阀可以包括上接头1、中心管2、多个伞形阀芯9、多个弹性件10，其中，

上接头1的前端可以与钻杆连接，可以将钻具的扭矩传递给气动冲击器、实现转动，后端可以与气动冲击器外管体4螺纹连接。上接头1可以为空腔结构，并且可以包括第一腔体6、第二腔体8和多个锥形孔7，其中，第一腔体6和第二腔体8可以沿上接头的轴线分布并且可以相互连通，第一腔体6的内径可以大于第二腔体8的内径，第一腔体6可以在上接头1的前端面上形成第一开口，第二腔体8可以在上接头1的后端面形成第二开口，锥形孔7可以开设在上接头1的后端面上，并且锥形孔7能够沿上接头1的轴向围绕第二腔体8分布连通，从第一开口至第二开口方向，锥形孔7的内径逐渐增大。

在本实施例中，所述中心管2和第二腔体8之间可以通过密封件进行密封，所述密封件可以包括o型密封圈，所述锥形孔7的角度可以为5～40°，例如15°。

伞形阀芯9可以与锥形孔7的数量相同并且能够一一对应，伞形阀芯9包括相连接的圆台段和圆柱段，圆台段与锥形孔7相适配，每个伞形阀芯9的圆台段都能够插入对应的锥形孔7中并实现密封。

中心管2可以位于上接头1和气动冲击器的内部，中心管2的前段可以位于上接头1的内部并且插入在第二腔体8中，中心管2的后段上可以设置有向外凸出的导正段11，导正段11上设置有多个沿周向分布且呈贯通状态的导正孔和流道111，流道111与导正孔的数量相同且能够一一对应，导正孔与锥形孔7数量相同且能够一一对应，导正孔和流道111的轴线与中心管2的轴向平行，每个伞形阀芯9的圆柱段能够插入到一个导正孔中。限位段12可以位于导正段11之后且两者之间具有一定的轴向距离，导正段11与外管体3的内壁连接且两者之间呈密封状态，限位段12与内管体4的内壁相连接并能够封堵内管体4的管口。

在本实施例中，所述伞形阀芯9的圆柱段的直径可以比所述导正孔11的孔径小，例如小于1～1.5mm，两者之间存在间隙可以让伞形阀芯9在复位的过程中，与上接头1的锥形孔7实现自动找正、对中，保证锥形孔7的密封效果。

弹性件10的数量与伞形阀芯9的数量相同且能够一一对应，每个弹性件10都能够使对应伞形阀芯9的圆台段进入到锥形孔7中。

在本实施例中，所述弹性件10可以包括弹簧，当所述弹簧套在伞形发新的圆柱段上时，可以呈压缩状态，在压缩状态下，伞形阀芯9的圆台段更容易插入对应的锥形孔7中实现密封。

在本实施例中，所述锥形孔7、伞形阀芯9、弹性件10的数量都可以包括至少两个，例如8个。

导正段11、限位段12、导正段11与限位段12之间的中心管2、以及部分外管体3围成了第一气体流腔5，第一气体流腔5与所述流道111连通。

限位段12、限位段12之后的部分中心管2和内管体4前段围成了第二气体流腔13，内管体4前段上设置有将第一、第二气体流腔连通的孔洞。

在本实施例中，如图2所示，气动冲击器工作时，压缩气体从上接头1和中心管2之间的第一腔道6进入，遇到伞形阀芯9时，在强大气压作用下，伞形阀芯9向右移动，同时压缩弹性件10。此时伞形阀芯9左端锥面脱离上接头1上对应的锥形孔7。为保证弹性件10不被高压气体过度压缩，中心管2上设有限位段12，使得伞形阀芯9只能向右移动l长度的距离，即弹性件10只能再次压缩l长度。当伞形阀芯9打开后，压缩气体会经过流道111进入第一气体流腔5，并通过内管体4上特有通孔进入到由内管体4和中心管2构成的第二气体流腔13内，从而推动活塞14向下冲击。当活塞14撞击到钻头15时，产生巨大的冲击力，实现冲击碎岩的目的。

当停止供送压缩空气时(或者钻孔内有大量地层流体从钻头15涌入气动冲击器内部时)，伞形阀芯9在弹性件10的辅助下，会立即复位到上接头1内的锥形孔7中实现关闭，可有效防止地层流体涌入冲击器内部，从而保护冲击器内部零部件，延长冲击器使用寿命。

综上所述，本实用新型的气动冲击器用逆止阀及新型潜孔气动冲击器的优点可包括：

(1)结构相对简单、零部件相对较少，较容易加工，容易保证加工精度。

(2)阀芯能够自动对中，冲击器使用过程中的密封效果大大提高。

(3)即使其中个别阀芯发生卡滞打不开，还有其它阀芯可以打开，不影响冲击器正常工作。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改和改变。