高气压高效冲击器技术改造和应用

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1、高气压高效冲击器技术改造和应用　　摘要：本文介绍了高气压冲击器的应用领域、使用中存在的问题及鉴取国外同类产品进行技术改造的意义。重点阐述了高气压高效冲击器技术改造举措，可为国内科研院所和相关生产企业开发高气压高效冲击器产品，提供有价值的参考建议。关键词：高气压高效冲击器技术改造应用1概述1.1高气压冲击器的应用领域国家“十二五”建设时期，水电站的溢洪道开挖、地铁开挖、建筑基桩孔施工、矿山的露天开采等工程，对高气压冲击器及配套钻头的需求，有增无减，据中国钎具学会统计数字显示，我国每年将有15亿美金左右的需要量。市场前景非常广阔。高气压冲击器产品与

2、高气压钻头配套使用，广泛应用于矿山、水电工程、建材、石油、地热钻井等行业的潜孔作业。其应用于钻凿直径（152-445mm）钻掘孔，应用领域非常广泛，在国外高气压冲击器产品鉴取的基础上，研发出一种新型高气压高效的冲击器产品是非常有必要的。1.2高气压冲击器使用中存在的问题6据资料显示，目前，国内开发高气压冲击器及其钻头产品的生产厂家约有十几家，但产品使用中还存在很多问题，比如：冲击器外管不耐磨或断裂、前接头断裂、活塞不耐磨或断裂、累计进尺寿命比国外产品平均低1-3倍左右，冲击无力，效率低等。截止至今，尤其是大口径高气压高效冲击器产品在国内还没有推

3、广使用，对以上有针对性的问题研究者甚少。1.3分析高气压冲击器的失效形式，提出其技术改造举措的意义笔者通过调研，总结归纳出高气压高效冲击器的结构设计和工艺设计的原则和规律，总结无阀高气压高效冲击器的设计思路，针对该产品使用客户提出加大活塞冲击功的要求，进行技术改造，提高其冲击效率，提高高气压高效冲击器产品的使用寿命和市场竞争力，为相关该产品制造类企业开发此类产品提供一定的借鉴作用，凸显其使用价值，具有深远重要的意义。2高气压高效冲击器技术改造主要举措研究国外高气压冲击器产品的结构和工艺设计，对存在不合理的配气结构加以改进，主要的研究内容如下：2

4、.1进行产品调研和查阅文献查阅文献和对国内的地铁和深水井钻进施工单位进行调研，了解该产品在国内的作业方式、使用性能、特点及产品使用存在的问题。6先进的高气压高效冲击器采用无阀配气原理，活塞运动行程长，冲击功较大，其工作时消耗的压缩空气比有阀冲击器少25%左右。耗气量20-30（kg/cm2），气压1.2-1.76（Mpa），具有冲击有力，效率高、寿命长等特点。国内仿制国外高气压冲击器产品，还不成熟，存在冲击功小，进尺速度慢，寿命短等缺陷。另外，国外的高气压冲击器配气机构也不是很合理，比如：冲击功还可加大，价格偏高，备件供应也不及时。所以，借鉴国

5、外高气压冲击器的设计思路，并对其不合理的配气结构进行技术改造，研发出一种国产高气压高效冲击器，是非常有必要的。2.2对国外高气压高效冲击器产品的结构、作用原理及配气机理进行分析和研究对国外高气压冲击器产品的结构和配气机理进行分析、消化吸收，总结归纳其结构和配气机理如下：高气压冲击器结构主要由防水装置（逆止阀体、逆止阀座、弹簧）、减震装置（碟簧、气缸配气孔）、配气装置（配气座、气缸、活塞）、冲击回程装置（活塞、气缸、钻头尾管）、定位装置（后接头、前接头、卡簧、外套管）、密封装置（密封圈）等组成。冲击器防水装置主要是为了防止冲击器没有高压气进入时，

6、逆止阀体弹簧依靠一定的弹力将后接头通气孔堵死，防止水进入冲击器体内，避免冲击器内部上锈腐蚀。6冲击器减震装置中碟簧所起的作用是防止活塞回程时撞击配气座，而增设了两对碟簧，两对碟簧对扣安放，又可防止配气座向后产生后座力，而损坏后接头。冲击器的配气装置主要由配气座、活塞和气缸组成后腔，活塞、钻头尾管和外套管组成前腔。冲击器冲程、回程原理是当前腔有压缩高压气进入，后腔高压气泄气时，此时冲击器活塞回程。当前腔高压气泄气，后腔高压气进气时，冲击器活塞冲击高气压钻头，产生应力波，从而破碎岩石，形成岩孔。冲击器前腔与后腔何时进气主要是依靠气缸配气孔及配气座轴

7、与活塞中间配气孔、钻头尾管与活塞配气孔何时接触形成密闭气腔进行调节，前后腔何时泄气正好相反。冲击器定位装置主要由后接头、前接头、卡簧、外套管构成，后接头与钻杆联接，前接头与钻头联接，外套管与前后接头相联接，外套管的外表面要求具有一定的硬度和耐磨性。卡簧由弹簧钢制成，卡在外套管槽内，防止钻头脱落。冲击器的密封装置主要由各种球形密封圈构成，防止配气座与气缸间、活塞与气缸间、前接头与外套管间、后接头与外套管间泄气，避免产生压气不足，冲击无力现象发生。2.3进行国产高气压高效冲击器技术改造结构图的确定6根据使用单位提出适当加大冲击器冲击功的要求，笔者进

8、行了结构图的改进。在借鉴国外同类产品结构及配气原理基础上，改变了气缸配气孔的位置，加大活塞的工作行程，提高其冲击功，重新设计其配气机理的结构，改造后的