CN111395951B - 一种大口径反循环冲击系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种大口径反循环冲击系统，包括用于包裹至少两个冲击组件的基体，所述冲击器组件包括设于所述基体内部的冲击器单体，所述冲击器单体一端可拆卸连接有钻头，所述冲击器单体内设有第二中心孔，所述基体下方端部上设有气流槽，所述气流槽与所述第二中心孔连通，且所述气流槽还与设于所述基体内部的排渣槽连通，以实现岩渣从所述排渣槽排出。本申请提供的大口径反循环冲击系统，适用于孔直径在500mm～800mm以及1000mm以上的大口径钻孔施工，排渣容易，进而使得所钻孔成形好，不容易发生孔底坍塌。

Description

一种大口径反循环冲击系统

技术领域

本发明涉及钻孔施工技术领域，尤其是一种大口径反循环冲击系统。

背景技术

潜孔钻机为一种打桩孔的建筑工程设备，适用于冶金、煤炭、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等工程爆破孔钻凿作业中，与常见的凿岩机相比，具有钻孔效率高、适应范围广等特点，是当前通用的凿岩钻孔设备。

当凿岩钻孔设备遇到硬质地层特别是岩层时，用钻头钻孔很困难，就需要在钻机上安装一个冲击器进行冲击打孔，该冲击器直径一般小于300mm，下方的钻头可轴向移动且随着冲击其同步旋转，将冲击器内部产生的冲击能量传递给钻头，钻头往复冲击岩石使之破碎，碎岩渣从钻头外壁排出，再由捕尘装置将岩渣进行收集。

随着冶金、煤炭、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等行业的发展，呈现出对直径在500mm～800mm以及1000mm打孔施工有更多需求，因此，市面上出现了大口径冲击器，这种大口径冲击器在钻大口径孔，尤其是当钻孔深度逐步增大时，岩渣不断增多，而岩渣是从冲击器外壁排出，当岩渣不能及时排出，在孔的底部容易造成坍塌，另一方面，岩层环境是不确定的，有可能泥沙层和硬岩层交替出现，还是会造成排渣困难，综上所述，在钻直径在500mm～800mm以及1000mm大口径孔时，冲击器排渣成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种大口径反循环冲击系统，适用于孔直径在500mm～800mm以及1000mm以上的大口径钻孔施工，排渣容易，进而使得所钻孔成形好，不容易发生孔底坍塌。

本发明的技术方案如下：

一种大口径反循环冲击系统，包括用于包裹至少两个冲击组件的基体；

所述冲击器组件包括设于所述基体内部的冲击器单体，所述冲击器单体一端可拆卸连接有钻头，所述冲击器单体内设有第二中心孔；

所述基体下方端部上设有气流槽；

所述气流槽与所述第二中心孔连通，且所述气流槽还与设于所述基体内部的排渣槽连通，以实现岩渣从所述排渣槽排出。

优选地，所述气流槽包括曲线段，所述曲线段设于相邻的所述钻头之间。

优选地，所述冲击器单体通过第一接头固定在所述基体上，

所述基体包括上接盘，

垂直于所述第一接头轴向上设有第一通气孔，所述第一通气孔的一端与

所述第一接头上的第一中心孔连通，所述第一通气孔的另一端与所述上接盘内部的第二通气孔连通；

所述第一中心孔与设于所述冲击器单体内部的第二中心孔连通。

优选地，所述第一接头周向上设有弧形环槽，所述弧形环槽与所述第一通气孔连通。

优选地，所述冲击器单体包括，一端与所述第一中心孔配合的逆止阀，

与所述逆止阀另一端抵靠的配气座，

与所述配气座相配合的活塞，

设于所述活塞与所述配气座之间的第一气室，

设于所述活塞与所述钻头端部的第二气室，

通过所述第一气室和所述第二气室内的气压改变，以实现所述活塞上下往复运动，进而冲击所述钻头，使得所述钻头冲击岩层。

优选地，所述钻头包括钻柄，所述钻柄上设有螺旋槽，所述螺旋槽旋向与所述基体工作时的旋向相同。

优选地，所述活塞和所述钻头内均设有通孔；

所述钻头下端部设有排气槽，所述排气槽与所述通孔连通；

所述气流槽分别与所述排气槽和所述排渣槽连通；

所述排气槽为至少两个，呈螺旋状分布；

所述排气槽的旋向与所述基体工作时的旋向相同。

优选地，所述基体上设有连接结构；

所述连接结构包括设于所述基体上方的上接头；

所述上接头包括一端与所述基体上端固定连接的本体；

以及与所述本体另一端连接的连接部；

所述连接部和钻杆上均设有连接孔，所述连接部外壁与所述钻杆内壁配合，通过销轴与所述连接孔配合，以实现所述上接头与所述钻杆可拆卸连接。

优选地，靠近所述基体下端设有导向杆，所述导向杆用于预钻底孔。

优选地，所述冲击器单体上设有卡接结构，所述卡接结构与所述基体内的卡接孔相配合。

本发明提供一种大口径反循环冲击系统，包括用于包裹至少两个冲击组件的基体，冲击器组件包括设于基体内部的冲击器单体，冲击器单体一端可拆卸连接有钻头，冲击器单体内设有第二中心孔，基体下方端部上设有气流槽，气流槽与第二中心孔连通，且气流槽还与设于基体内部的排渣槽连通，以实现岩渣从所述排渣槽排出。

本申请提供的大口径反循环冲击系统与传统的冲击器有工作本质上的区别，传统的冲击器是是将高压气体转化为动能，冲击钻头击碎岩石后，再从冲击器内部排出，将击碎的岩石向冲击器四周吹，再由捕尘装置将碎岩石进行收集。而本申请提供的大口径反循环冲击系统，在基体下方端部上设有气流槽，气流槽与第二中心孔连通，进而高压气体通过第二中心孔流至气流槽，高压气体再由气流槽流至基体内部排渣槽，高压气体从冲击器单体吹出后，在气流槽内积攒，气流槽侧壁弧形光滑连接，排出的高压气体在气流槽内形成气旋，气旋带动击碎的岩石向排渣槽内移动，排渣槽设于基体内部，因此，整个排渣均从大口径反循环冲击系统内部排出，这种排渣方式称之为反循环，与传统冲击器的正循环排渣工作机理不同，传统冲击器正循环工作方式，岩渣是从冲击器外部排出。

本申请提供的大口径反循环冲击系统适用于在钻直径在500mm～800mm以及1000mm的孔时，钻孔深度逐步增大，岩渣不断增多，岩渣从大口径反循环冲击系统的内部排渣，岩渣能及时排出，在孔底部不容易造成坍塌。当岩层环境不确定时，可能会出现泥沙层和硬岩层交替出现，而泥沙层的流动性和黏性较大，采用现有技术的冲击器时，会出现排渣困难。本申请提供的大口径反循环冲击系统还适用于岩层环境是不确定的工况下。因此，本申请提供的大口径反循环冲击系统适用于岩层环境不确定的情况下，钻孔直径在500mm～800mm以及1000mm以上的大口径钻孔施工，排渣容易，进而使得所钻孔成形好，不容易发生孔底坍塌。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例中大口径反循环冲击系统的结构示意图；

图2为本实施例中大口径反循环冲击系统的另一种结构示意图；

图3为本实施例中冲击器单体安装在基体上的结构示意图；

图4为本实施例中上接头的结构示意图；

图5为本实施例中卡接结构示意图；

图6为本实施例中冲击器单体的结构示意图；

图7为本实施例中上接盘的结构示意图；

图8为本实施例中冲击器单体的内部结构示意图；

图9为本实施例中钻头上螺旋槽的结构示意图；

图10为本实施例中钻头上排气槽的结构示意图。

附图中的标号说明：1、基体；2、冲击器组件；3、冲击器单体；4、钻头；5、第一接头；6、卡接孔；7、凸起部；9、第二通气孔；10、弧形环槽；11、上接盘；12、螺纹孔；13、垫片；14、气流槽；15、排渣槽；16、螺钉组件；17、导向杆；18、上接头；19、导向面；20、第一中心孔；21、第二中心孔；31、逆止阀；32、配气座；33、活塞；34、第一气室；35、第二气室；36、排气槽；41、钻柄；42、螺旋槽；181、本体；182、连接部；183、连接孔；184、加强筋。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请如图1至图10所示，本发明提供一种大口径反循环冲击系统，包括用于包裹至少两个冲击组件的基体1，冲击器组件2包括设于基体1内部的冲击器单体3，冲击器单体3一端可拆卸连接有钻头4，冲击器单体3内设有第二中心孔21，基体1下方端部上设有气流槽14，气流槽14与第二中心孔21连通，且气流槽14还与设于基体1内部的排渣槽15连通，以实现岩渣从所述排渣槽15排出。

请如图1至图4所示，本申请提供的大口径反循环冲击系统与传统的冲击器有工作本质上的区别，传统的冲击器是是将高压气体转化为动能，冲击钻头4击碎岩石后，再从冲击器内部排出，将击碎的岩石向冲击器四周吹，再由捕尘装置将碎岩石进行收集。而本申请提供的大口径反循环冲击系统，在基体1下方端部上设有气流槽14，气流槽14与第二中心孔21连通，进而高压气体通过第二中心孔21流至气流槽14，高压气体再由气流槽14流至基体1内部排渣槽15，高压气体从冲击器单体3吹出后，在气流槽14内积攒，气流槽14侧壁弧形光滑连接，排出的高压气体在气流槽14内形成气旋，气旋带动击碎的岩石向排渣槽15内移动，排渣槽15设于基体1内部，因此，整个排渣均从大口径反循环冲击系统内部排出，这种排渣方式称之为反循环，与传统冲击器的正循环排渣工作机理不同，传统冲击器正循环工作方式，岩渣是从冲击器外部排出。

本申请提供的大口径反循环冲击系统适用于在钻直径在500mm～800mm以及1000mm的孔时，钻孔深度逐步增大，岩渣不断增多，岩渣从大口径反循环冲击系统的内部排渣，岩渣能及时排出，在孔底部不容易造成坍塌。当岩层环境不确定时，可能会出现泥沙层和硬岩层交替出现，而泥沙层的流动性和黏性较大，采用现有技术的冲击器时，会出现排渣困难。本申请提供的大口径反循环冲击系统还适用于岩层环境是不确定的工况下。因此，本申请提供的大口径反循环冲击系统适用于岩层环境不确定的情况下，钻孔直径在500mm～800mm以及1000mm以上的大口径钻孔施工，排渣容易，进而使得所钻孔成形好，不容易发生孔底坍塌。

另一方面，本申请提供的大口径反循环冲击系统，比单个的等直径整体式冲击器，钻进效率要高。具体地由于，冲击器的钻进效率取决于所产生的攻击功大小，而冲击功大小与活塞33的重量和冲击末速度有关。在同等条件下施工，捆绑式冲击器比整体式冲击器要快。

进一步地，请如图1至图2所示，气流槽14包括曲线段，曲线段设于相邻的钻头4之间。在相邻的钻头4之间均设置有曲线段，较佳地，曲线段为圆弧段，当高压气体从第二中心孔21排出，流转至气流槽14内，在靠近钻头4冲击做功的位置设有圆弧段，高压气体在圆弧段做圆周运动，高压气体在圆弧段上的作用力方向和速度方向不断变化，进而形成气旋。在相邻钻头4之间设置圆弧段，不仅更容易形成气旋，另一方面，岩渣在气流槽14内的圆弧段时，岩渣受离心力作用，使得岩渣具有一定的速度，气旋在带动岩渣向排渣槽15移动时，岩渣具有速度，使得岩渣更快地向排渣槽15移动，因此，本申请提供的大口径反循环冲击系统，排渣效率高。

本发明提供的实施例中，请如图6至图7所示，冲击器单体3通过第一接头5固定在所述基体1上，基体1包括上接盘11，垂直于第一接头5轴向上设有第一通气孔，第一通气孔的一端与第一接头5上的第一中心孔20连通，第一通气孔的另一端与上接盘11内部的第二通气孔9连通，第一中心孔20与设于冲击器单体3内部的第二中心孔21连通。

当高压气体输入至上接盘11的中心孔，第二通气孔9与上接盘11的中心孔垂直，高压气体从上接盘11的中心孔流至第二通气孔9，接着进入第一通气孔，再进入第一接头5上的第一中心孔20，最后高压气体由第一中心孔20进入冲击器单体3内部的第二中心孔21，因此，通过上述的气流分配结构，高压气体通过第二通气孔9进行分流，分至每个冲击器单体3，进入冲击器单体3的高压气体转化为动能，冲击钻头4，达到击碎岩石的目的。

请如图5至图8所示，其中，第一接头5周向上设有弧形环槽10，弧形环槽10与第一通气孔连通。当高压气体经过各个第一通气孔到达冲击器单体3时，气流在弧形环槽10内流通，较佳地，第一通气孔设有多个，这样气流在弧形环槽10流动后，再进入各个第一通气孔中，这种设计与只有一个第一通气孔而言，提高了高压气体到冲击器单体3中心孔的流通速度，同时，由于高压气体具有一定的压力，流动速度较快，当只有一个第一通气孔时，高压气体不能快速进入冲击器单体3内转化为动能，就在第一接头5附近积攒，导致第一接头5所承受的压力载荷增加，使得第一接头5容易变形，因此，将第一通气孔设置为多个，能加快高压气体到达冲击器单体3的速度，还能避免第一接头5受力形变，提高了第一接头5的使用寿命。

其中，冲击器单体3包括，一端与第一中心孔20配合的逆止阀31，与逆止阀31另一端抵靠的配气座32，与配气座32相配合的活塞33，设于活塞33与配气座32之间的第一气室34，设于活塞33与钻头4端部的第二气室35，通过第一气室34和第二气室35内的气压改变，以实现所述活塞33上下往复运动，进而冲击所述钻头4，使得所述钻头4冲击岩层。

高压气体进入冲击系统单体内如何冲击岩层，具体为，开始时，逆止阀31与第一接头5的第一中心孔20相配合，钻机高压气体，通过上接头18、上接盘11，分配流至各个第一接头5，再流至第一中心孔20，高压气体作用与逆止阀31，给逆止阀31施加压力，逆止阀31向下移动，使得逆止阀31与第一中心孔20不再配合，由于逆止阀31一端与配气座32抵靠，当高压气体到达第二气室35，第二气室35内的气压大于第一气室34内的气压，则推动活塞33向上移动，当活塞33移动至配气座32相配合时，第一气室34内的气压升高，此时第一气室34内的气压大于第二气室35内的气压，则第一气室34内的气压推动活塞33向下冲击，活塞33端部向钻头4端部施加冲击力，钻头4向下做冲击运动。

本发明提供的实施例中，请如图9至图10所示，钻头4包括钻柄41，钻柄41上设有螺旋槽42，螺旋槽42旋向与基体1工作时的旋向相同。

在大口径反循环冲击系统工作时，钻头4上下往复运动冲击岩层，钻头4的钻柄41位置因运动过程中摩擦而产生热量，高压气体进入螺旋槽42内，由于槽为螺旋状，高压气体沿螺旋槽42的中心线输送，而螺旋槽42绕钻柄41的圆柱表面缠绕，进而可以对钻柄41周向上进行散热，与钻柄41中心线呈夹角，可以对钻柄41周向不同位置，以及不同高度位置均可进行散热，而现有技术中的直槽只能对钻柄41同一母线位置散热，因此，本申请提供的大口径反循环冲击系统散热效果更佳。

另一方面，在大口径反循环冲击系统工作时，所切削的岩渣与钻头4之间产生摩擦力，会使得钻头4会产生小范围的转动，现有技术中的花键槽是直槽，一旦钻头4出现小范围的转动时，冲击器上的其他部件对花键槽产生阻挡，高压气体不能将接触位置的热量带走排出，大口径反循环冲击系统靠近钻头4位置会持续过热，进而降低钻头4的使用寿命，本申请提供的大口径反循环冲击系统的螺旋槽42旋向与基体1工作时的旋向相同，则使得螺旋槽42始终跟随钻头4转动，且不受转动角度影响，使得高压气体在螺旋槽42中的流通始终顺畅。因此，本申请提供的大口径反循环冲击系统，能有效解决钻头4的钻柄41使用过程中过热的问题，提高钻头4的使用寿命。

螺旋槽42为至少两个，通过增加螺旋槽42的数量，增加高压气体与钻柄41的接触面积，高压气体可沿多个螺旋槽42同时进行排气，进而尽可能多地将热量带走，提高了钻柄41的散热效果。

其中，活塞33和钻头4内均设有通孔，钻头4下端部设有排气槽36，排气槽36与通孔连通，气流槽14分别与排气槽36和排渣槽15连通，排气槽36为至少两个，呈螺旋状分布，排气槽36的旋向与基体1工作时的旋向相同。

由于冲击装置工作时，碎岩渣在钻头4附近积攒，随着冲击装置的持续工作，碎岩渣如果不及时去除，碎岩渣会与钻头4表面不断摩擦，进而使得钻头4过热，本申请一方面通过螺旋槽42的设置，能使得高压气体在钻柄41处进行降温散热；另一方面，为了加快碎岩渣的清除速度，避免碎岩渣在钻头4附近积攒，高压气体从第一中心孔20进入，将逆止阀31冲开，进入配气座32上的气道，流入第一气室34后，再进入活塞33和钻头4内的通孔，最后进入排气槽36，由于排气槽36设置在钻头4的下端部，钻头4的下端部与岩层底部之间的空间有限，高压气体具有一定的压力和速度，进而高压气体在钻头4下端部与岩层底部之间形成气旋，该气旋使得碎岩渣向钻头4四周排出，大大加快了排渣速度，避免钻头4过热。

排气槽36为至少两个，呈螺旋状分布。增排气槽36的数量是为了增加钻头4附近的气道。本申请提供的冲击装置是大口径冲击设备，动力机构将动力传递至基体1，基体1转动，带动内部捆绑设置的多个冲击器单体3和钻头4跟随基体1同步转动，同时，钻头4本身因为与岩渣挤压摩擦，也会出现小范围的自转，为了使得钻头4下端部的排渣速度更快，将多个排气槽36设置呈螺旋状分布，高压气体进入排气槽36受到离心力，使得高压气体形成的气旋还具有离心力，该离心力使得排渣速度更快。

在上述实施例的基础上，将排气槽36的旋向设置为与基体1工作时的旋向相同，使得离心力所形成的力矩不会阻碍基体1的转动，确保了排渣速度。

需要说明的是，本技术方案主要从以下几个方面来解决钻头4发热的问题，其一，通过设置螺旋槽42，使得冷却气道与钻柄41的母线成锐角，形成螺旋角，使得冷却气道可缠绕整个钻柄41，同时，还将冷却气道设置为多个，将旋向基体1工作时转动方向相同，避免冲击装置在工作时，因为钻头4小范围的摩擦而影响高压气体在冷却气道内的流动；其二，减少在钻头4附近积攒的碎岩渣，通过冲击器内部的设置以及钻头4下端部排气槽36的设置，使其能顺利排渣，接着针对排气槽36的数量、分布方式以及旋向做出改进，来提高排渣速度。

本发明提供的实施例中，请如图3至图4所示，基体1上设有连接结构，连接结构包括设于基体1上方的上接头18，上接头18包括一端与基体1上端固定连接的本体181，以及与本体181另一端连接的连接部182，连接部182和钻杆上均设有连接孔183，连接部182外壁与钻杆内壁配合，通过销轴与连接孔183配合，以实现上接头18与钻杆可拆卸连接。

在现有技术的钻进过程中，钻杆连接冲击器，冲击器连接钻头4，钻头4捶打和剪切破碎岩石，同时，岩石的反作用力会传递至钻杆。通常在冲击器上端设置有接头，接头上设置外螺纹，在钻杆的内径上设置内螺纹，外螺纹与内螺纹相配合，进而使得钻杆与冲击器之间螺装连接。当钻进岩层所产生的反作用力钻杆发生振动，就会使得钻杆与冲击器之间的螺纹咬合更加紧密，一旦需要将冲击器从钻杆上拆卸时，就需要借助辅助工具进行拆卸。同时在安装时，需要将内外螺纹对齐后再进行旋转配合安装，这种冲击器体积较大，重量大，对齐工作尤为困难，因此冲击器的安装同样困难。

本申请通过本体181与基体1上端固定连接，将一根销轴穿过连接部182和钻杆上的连接孔183，同时，连接部182的外壁与钻杆内壁配合，销轴与连接孔183配合，进而就使得冲击系统的上接头18与钻杆可拆卸连接。但需要将冲击系统从钻杆上拆卸时，只需将销轴从连接孔183中敲出，销轴不再对冲击系统和钻杆进行自由度约束；当需要安装时，将冲击系统上的连接孔183和钻杆上的连接孔183对齐，插入销轴即可，此时销轴对冲击系统和钻杆进行自由度约束。该自由度约束包括冲击系统和钻杆之间的相对转动，冲击系统与钻杆之间的平面内和竖直方向上的移动。由此可见，本申请提供的大口径反循环冲击系统，较于现有技术而言，安装拆卸容易。

连接部182的横截面为多边形，其边数为至少大于的偶数，销轴与连接孔183均设有两个，两个连接孔183分别位于互相对称的连接部182侧面上。当连接部182与钻杆内壁的横截面为三边形时，当安装时，连接部182和钻杆上的连接孔183很难对齐，不便于操作。因此，较佳实施例为，连接部182的横截面为多边形，边数为至少大于的偶数，例如当连接部182横截面为四边形时，销轴与连接孔183均设置两个，将连接孔183的轴线分别设置在四边形上任意相对的两个侧面上，在满足对冲击器和钻杆进行自由度约束的同时，还能使得该连接位置的结构对称，冲击器与钻杆连接位置的受力载荷平衡，使得冲击器在工作时趋于动平衡。

较佳实施例为，连接部182的横截面为六边形，销轴分别设置在连接部182距离最短的两侧面上。与连接部182横截面为四边形的实施例不同的是，连接部182的横截面为六边形，可在满足对冲击器和钻杆进行自由度约束时，还能尽量使得上接头18上材料去除的较少，使得冲击器和钻杆之间的连接位置结构强度高，当冲击器工作时，减小了连接位置的变形。

本体181外壁上设有加强筋184，加强筋184底部与基体1上端连接，加强筋184侧部与本体181外壁连接。加强筋184的设置能提高本体181与基体1连接位置的强度，避免冲击器在转动过程中，本体181与基体1连接位置处发生断裂。

较佳地，加强筋184设有至少两个，均布于本体181周向上。其中加强筋184可设置为四个，使得加强筋184结构对称，能使得冲击器与钻杆连接位置的受力平衡，使得冲击器在工作时趋于动平衡。

本发明提供的实施例中，请如图1所示，靠近基体1下端设有导向杆17，导向杆17用于预钻底孔。

由于导向杆17下端位于钻头4端部下方，在钻孔施工时，导向杆17先与岩层接触，这样在钻孔时，形成底孔，进而钻机上的高压气体通过上接头18传递至冲击器单体3，冲击器单体3内的高压气体，使得钻头4冲击岩层，钻机使得冲击装置旋转，进而带动基体1以及基体1内部的冲击器单体3和钻头4同时旋转，使得岩石受到冲击力以及旋转切割力，达到岩石破碎的目的，完成大口径钻孔施工工作。导向杆17预先在岩层中钻出底孔，使得整个冲击系统不会因为瞬间载荷过大，或者局部受力过大而导致所钻的孔中心发生偏移，在施工时，整个冲击装置始终以导向杆17所钻的底孔为中心来不断钻进，使得所钻的孔中心不会发生偏移，垂直度好，达到钻孔施工标准。一旦钻孔发生偏移，冲击系统与孔侧壁发生摩擦，再继续钻进，钻机就需要输出更大动能，钻孔施工的能耗增大，因此，本申请提供的大口径反循环冲击系统，还能避免钻孔施工能耗大的问题。

导向杆17包括导向面19，导向面19与水平面夹角小于90°。当钻进过程中遇到较硬时，导向杆17受到瞬时冲击载荷，导向杆17受到冲击力，在小范围内发生偏移，为了减小导向杆17钻进岩层的阻力，将导向面19设计成与水平面夹角小于90°，较佳地，夹角为大于20°小于75°。在同样的钻进力下，导向杆17与岩层的接触面减小，则岩层所受压强增大，使得导向杆17钻底孔更容易，另一方面，导向面19起引导作用，加快钻底孔的岩渣排出速度，使得岩渣不容易在导向杆17底部聚集。

导向杆17的端面与导向面19上设有耐磨层，在钻进较硬岩层时，碎岩渣会磨损导向杆17的端面以及导向面19，严重地，岩渣与导向杆17发生挤压，使得导向杆17上产生凹槽以及凸起部7，该凸起部7会造成底孔孔径偏大，或者不合要求，因此，在导向杆17的端面与导向面19上设有耐磨层，能使得所钻的底孔孔径一致，且提高了导向杆17的使用寿命，降低冲击装置的维护成本。

导向杆17的端部上设有钻齿，在导向杆17的端部上设置钻齿，能提高冲击装置进入岩层时的瞬时旋切力，使得导向杆17受力减小。

本发明提供的实施例中，请如图5至图6所示，冲击器单体3上设有卡接结构，卡接结构与基体1内的卡接孔6相配合。在冲击器单体3上设置卡接结构，以及在基体1内部设有卡接孔6，使得靠近冲击器单体3下端与基体1内的卡接孔6相配合，通过上述设计，冲击器单体3与基体1的位置固定，使得冲击器单体3和钻头4在施工时，冲击器单体3不容易从冲击装置上脱落，避免了冲击系统的损坏，确保钻孔施工的可靠性及安全性。

卡接结构包括设于冲击器单体3的凸起部7，凸起部7与卡接孔6卡接。当冲击装置在工作时，冲击器单体3下端的钻头4冲击岩层时，岩层对钻头4和冲击器单体3产生反向冲击力，凸起部7与卡接孔6相配合，凸起部7的上端与卡接孔6顶面接触，卡接孔6顶面限制了冲击器单体3的上移，减少了冲击器单体3对第一接头5的冲击力，减少了第一接头5的受力磨损，提高第一接头5的使用寿命。

其中，凸起部7为多边形，多边形可为三角形、四边形、五变形以及六边形等，多边形均可起到限制冲击器单体3的作用，在此不做具体限定。

请如图3至图6所示，基体1包括上接盘11，第一接头5与上接盘11相配合，通过螺钉组件16使得第一接头5与上接盘11相固定。通过上接盘11，采用螺钉组件16使得冲击器单体3固定在上接盘11上，同时，与冲击系统连接的高压气体发生装置，将高压气体输入至上接盘11，再通过上接盘11分配至各个冲击器单体3，高压气体使得冲击器单体3下端的钻头4冲击岩石，与此同时，外界动力组件连接冲击系统，使得冲击系统旋转，进而带动基体1以及基体1内部的冲击器单体3和钻头4同时旋转，使得岩石受到冲击力以及旋转切割力，达到岩石破碎的目的，完成大口孔钻孔施工工作。

请如图6所示，第一接头5上设有螺纹孔12，螺钉组件16包括与螺纹孔12配合的螺栓，以及使螺栓穿过的垫片13，垫片13抵靠在上接盘11上端面。螺栓与螺纹孔12螺装连接，使得第一接头5、冲击器单体3以及钻头4固定在上接盘11上，为了防止螺栓松动以及便于将第一接头5、冲击器单体3以及钻头4从上接盘11上拆卸下来。

本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种大口径反循环冲击系统，其特征在于，包括用于包裹至少两个冲击组件的基体；

所述冲击组件包括设于所述基体内部的冲击器单体，所述冲击器单体一端可拆卸连接有钻头，所述冲击器单体内设有第二中心孔；

所述基体下方端部上设有气流槽；

所述气流槽与所述第二中心孔连通，且所述气流槽还与设于所述基体内部的排渣槽连通，以实现岩渣从所述排渣槽排出；

所述气流槽包括曲线段，所述曲线段设于相邻的所述钻头之间；

所述冲击器单体通过第一接头固定在所述基体上，

所述基体包括上接盘，

垂直于所述第一接头轴向上设有第一通气孔，所述第一通气孔的一端与

所述第一接头上的第一中心孔连通，所述第一通气孔的另一端与所述上接盘内部的第二通气孔连通；

所述第一中心孔与设于所述冲击器单体内部的第二中心孔连通；

所述第一接头周向上设有弧形环槽，所述弧形环槽与所述第一通气孔连通；所述冲击器单体包括，一端与所述第一中心孔配合的逆止阀，

与所述逆止阀另一端抵靠的配气座，

与所述配气座相配合的活塞，

设于所述活塞与所述配气座之间的第一气室，

设于所述活塞与所述钻头端部的第二气室，

通过所述第一气室和所述第二气室内的气压改变，以实现所述活塞上下往复运动，进而冲击所述钻头，使得所述钻头冲击岩层；

其中，所述曲线段具体为圆弧段。

2.根据权利要求1所述的大口径反循环冲击系统，其特征在于，所述钻头包括钻柄，所述钻柄上设有螺旋槽，所述螺旋槽旋向与所述基体工作时的旋向相同。

3.根据权利要求2所述的大口径反循环冲击系统，其特征在于，所述活塞和所述钻头内均设有通孔；

所述钻头下端部设有排气槽，所述排气槽与所述通孔连通；

所述气流槽分别与所述排气槽和所述排渣槽连通；

所述排气槽为至少两个，呈螺旋状分布；

所述排气槽的旋向与所述基体工作时的旋向相同。

4.根据权利要求3所述的大口径反循环冲击系统，其特征在于，

所述基体上设有连接结构；

所述连接结构包括设于所述基体上方的上接头；

所述上接头包括一端与所述基体上端固定连接的本体；

以及与所述本体另一端连接的连接部；

所述连接部和钻杆上均设有连接孔，所述连接部外壁与所述钻杆内壁配合，通过销轴与所述连接孔配合，以实现所述上接头与所述钻杆可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的大口径反循环冲击系统，其特征在于，靠近所述基体下端设有导向杆，所述导向杆用于预钻底孔。

6.根据权利要求5所述的大口径反循环冲击系统，其特征在于，所述冲击器单体上设有卡接结构，所述卡接结构与所述基体内的卡接孔相配合。