潛孔鉆機沖擊器是潛孔鉆機鉆進中的關(guān)鍵組成部分,用于給鉆頭提供軸向往復(fù)碎巖沖擊力,以便冷卻鉆頭和挾帶巖屑等,同時也是井底動力鉆具的動力液,結(jié)構(gòu)主要由后接頭、外套管、逆止閥、調(diào)氣塞、汽缸、配氣座、活塞、導(dǎo)向套、碟形彈簧、卡環(huán)、彈簧、保持環(huán)、膠圈、前接頭等組成。
潛孔鉆機沖擊器的工作原理是依靠高壓氣體往復(fù)推動活塞高速向下運動沖擊鉆頭破碎巖石。首先,高壓氣體通過后接頭的中心孔推開逆止閥以后分為兩路,一路通過調(diào)氣塞進入配氣座中心孔。再沿汽缸內(nèi)孔、活塞內(nèi)孔、鉆頭內(nèi)孔到達鉆孔孔底,實現(xiàn)吹渣,使巖渣排出孔外;另一路即高壓氣體的主要部分通過配氣座的軸向孔、汽缸的進氣孔進入外套管與汽缸之間的間隙。
為了通氣,外套管內(nèi)側(cè)設(shè)計有通氣用的環(huán)形槽,汽缸外圓銑有通氣用槽,內(nèi)孔銑有偏心槽,活塞外圓銑有通氣用U形槽。高壓氣體通過這些通氣道進入前部由活塞、導(dǎo)向套、鉆頭、外套管等共同形成的回程氣室,再由回程氣室內(nèi)的高壓氣體推動活塞向后運動(后接頭一端為后,前接頭一端為前)。當(dāng)活塞運動到大端內(nèi)孔與鉆頭上的釬尾管脫離時,高壓氣體通過釬尾管、鉆頭中心孔到達孔底,與從調(diào)氣塞過來的高壓氣體匯合,共同完成吹渣作用。
此時、氣體壓力迅速下降,而與此同時,由于活塞回程運動關(guān)閉了回程進氣通道,活塞靠慣性力繼續(xù)回程運動,直到活塞的慣性力與活塞進氣壓力形成的沖程力平衡時,活塞才停止返程運動,在沖程壓力作用下進行沖程運動打擊鉆頭而做功,完成破巖工作。當(dāng)沖程運動快要接近鉆頭時,則回程進氣通道打開、又開始活塞的回程準(zhǔn)備工作,如此住復(fù),完成潛孔鉆機的鉆進工作。