一种旋喷钻具的旋喷机构的制作方法

1.本发明涉及旋喷钻具技术领域，具体涉及一种旋喷钻具的旋喷机构。


背景技术：

2.传统旋喷钻具如图1、图2所示，旋喷机构1与钻头机构2的通道连接处设有单向阀，该单向阀包括阀体31、阀球33和弹簧32，钻具钻进施工时，阀体31单侧设置阀球33，低压力的清水按图1箭头所示方向流经单向阀后自钻头机构端部喷出；而钻具在旋喷施工时，阀体31双侧设置阀球33，靠通道内高压力的浆液进行密封，高压力的浆液按图2箭头所示方向自喷嘴喷出，施工时候，该密封不可逆，需要将钻头机构2、阀体31依次拆卸后，取出钢珠，才能恢复钻头机构2内的通道，使用较为繁琐。
3.为此，我们提出一种旋喷钻具的旋喷机构。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种旋喷钻具的旋喷机构，克服了现有技术的不足，设计合理，使用方便，解决了现有的旋喷机构密封不可逆，需要人工拆卸解封的技术问题。
5.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种旋喷钻具的旋喷机构，包括连接管、喷嘴组件和阀门，所述连接管的进液端设有第一通道、出液端设有第二通道，所述第一通道与第二通道连通，所述喷嘴组件沿径向插装于连接管上并与第一通道连通；其特征在于：所述阀门包括阀体、阀芯、第一密封件、弹簧和限位件，所述阀体安装于第二通道内，所述阀芯包括中空状并且与阀体内腔滑动配合的芯筒、与芯筒连接并且位于阀体远离第二通道出口一侧的端盖，所述芯筒靠近端盖的一端开设有第一通孔，所述端盖上安装有能够与阀体密封配合的第一密封件，所述弹簧安装于阀体内并且通过弹簧力将芯筒向外推动，所述限位件安装于阀体上以防止芯筒脱离阀体。
6.进一步的，所述旋喷机构设有两个以上喷嘴组件，两个以上喷嘴组件非同轴设置，所述连接管位于第一通道和第二通道之间设置有储液仓，所述第一通道、储液仓和第二通道依次连通；所述储液仓的截面为圆形，所述第一通道的端部通道沿储液仓的径向设置，所述第二通道的端部通道与储液仓相切；所述第一通道的端部通道和第二通道的端部通道相互平行并均沿连接管的长度方向延伸。
7.进一步的，所述阀体的外侧壁嵌设有与第二通道的内侧壁密封配合的第二密封
件。
8.更进一步的，第二密封件设有两道。
9.进一步的，所述第一密封件设有外锥面，所述阀体的端部设有内锥面，所述第一密封件与阀体通过外锥面与内锥面密封配合。
10.进一步的，所述连接管位于第二通道的出口端安装有防止阀体脱出的限位板，所述限位板设有与阀体出口连通的第二通孔。
11.进一步的，所述第一通孔为长条孔并且与芯筒的轴线平行设置，所述第一通孔设有2个以上并且围绕芯筒侧壁均匀分布。
12.更进一步的，所述第一通孔设有4个并且呈十字形分布，所述限位件贯穿一对第一通孔并与第一通孔滑动、导向配合。
13.（三）有益效果本发明提供了一种旋喷钻具的旋喷机构，具备以下有益效果：（1）钻进施工时，第二通道内清水压力小于弹簧的作用力，芯筒在弹簧的作用力下向外伸出，使得芯筒上的第一通孔与第二通道连通，即阀门处于打开状态；旋喷施工时，第二通道内浆液压力大于弹簧的作用力，芯筒在浆液的作用力下收回至阀体内，端盖压合于阀体端面并通过第一密封件与阀体密封，即阀门处于关闭状态；因此，本技术的上述旋喷机构通过流体压力控制阀门的开闭，密封可逆，无需拆卸钻头机构，使用更为方便；（2）另外，通过调整弹簧刚度，可以精确的控制打开关闭阀门压力，适合不同施工工艺。
附图说明
14.图1为传统旋喷钻具处于阀体单侧设置阀球状态下的剖面示意图；图2为传统旋喷钻具处于阀体双侧设置阀球状态下的剖面示意图；图3为本发明的旋喷机构的侧视示意图；图4为本发明处于阀门打开状态下的剖视示意图；图5为本发明处于阀门关闭状态下的剖视示意图；图6为本发明的连接管的侧视示意图；图7为图6的k-k向的剖视图；图8为图6的l-l向的剖视图；图9为本发明的阀门的剖视示意图；图10为本发明的阀门的爆炸示意图。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.参照附图3-10，一种旋喷钻具的旋喷机构，包括连接管11、喷嘴组件12和阀门13，所述连接管11的进液端设有第一通道111、出液端设有第二通道112，所述第一通道111与第
二通道112连通，所述喷嘴组件12沿径向插装于连接管11上并与第一通道111连通，图4、图5中，喷嘴组件12的管道连接件沿径向插装于第一通道111，即阻断了第一通道111的进液端部通道，通过开设的旁通支路1111与第一通道111的后续管路连通；所述阀门13包括阀体131、阀芯132、第一密封件133、弹簧135和限位件134，所述阀体131安装于第二通道112内，所述阀芯132包括中空状并且与阀体131内腔滑动配合的芯筒1321、与芯筒1321连接并且位于阀体131远离第二通道112出口一侧的端盖1322，所述芯筒1321靠近端盖1322的一端开设有第一通孔13211，所述端盖1322的第一沟槽13221内安装有能够与阀体131密封配合的第一密封件133，所述弹簧135安装于阀体131内，弹簧135的一端抵靠阀体内的台阶面1312、另一端抵靠芯筒1321的尾端，所述限位件134安装于阀体131上以防止芯筒1321脱离阀体131。在未有流体作用的情况下，或者流体压力小于弹簧135作用力的情况下，通过弹簧135力将芯筒1321向外（阀体外）推动，使得阀门的阀腔、出口通过芯筒上的第一通孔与第二通道连通依次，即阀门处于打开状态，流体按图4箭头所示方向流经阀门后喷出；在流体压力大于弹簧135作用力的情况下，克服弹簧135力将芯筒1321向内（阀体内）推动，第一通孔并未外露于阀体外，而且端盖压合于阀体端面并通过第一密封件与阀体密封，即阀门处于关闭状态，流体按图5箭头所示方向自喷嘴喷出。
17.该实施例中，所述旋喷机构设有2个喷嘴组件12，两个喷嘴组件12非同轴设置（图1、图2中的传统旋喷钻具为同轴设置），所述连接管11位于第一通道111和第二通道112之间设置有储液仓113，所述第一通道1111、储液仓113和第二通道112依次连通；所述储液仓113的截面为圆形，所述第一通道111的出液端部通道沿储液仓的径向设置，图中，1131为第一通道的出液端部通道与储液仓连通的开口，所述第二通道112的进液端部通道与储液仓相切；所述第一通道111的出液端部通道和第二通道112的进液端部通道相互平行并均沿连接管的长度方向延伸。喷嘴非同轴，在钻具规格限定的情况下，喷嘴流道能获得更长的导流通道，减少通道流体扰流影响喷嘴的喷射效果；另外，增设储液仓，一方面，能够保证对两个喷嘴组件输出流量的稳定性，另一方面，所述第一通道111的出液端部通道沿储液仓的径向设置，所述第二通道112的进液端部通道与储液仓相切，即第一通道的出液端部通道与第二通道的进液端部通道为错位设置，通过储液仓侧壁吸能，降低阀门，尤其是减小阀芯所受浆液冲击，避免第一密封件受到过度挤压变形，不仅能够延长第一密封件的使用寿命，而且避免第一密封件变形后脱出第一沟槽，确保第一密封件密封的有效性。
18.该实施例中，所述阀体131的外侧壁的第二沟槽1314嵌设有2道与第二通道112的内侧壁密封配合的第二密封件136，第一密封件和第二密封件均为密封垫圈。具体的，所述第一密封件133设有外锥面1331，所述阀体131的端部设有内锥面1311，所述第一密封件133与阀体131通过外锥面1331与内锥面1311密封配合。第一密封胶与阀体通过锥面密封，不仅能够对第一密封胶进行定位，而且能够提高密封效果。
19.该实施例中，连接管11位于第二通道112的出口端安装有防止阀体131脱出的限位板，所述限位板设有与阀体131出口连通的第二通孔。
20.该实施例中，所述第一通孔13211为长条孔并且与芯筒1321的轴线平行设置，所述第一通孔13211设有2个以上并且围绕芯筒1321侧壁均匀分布。具体的，所述第一通孔13211设有4个并且呈十字形分布，所述限位件134为销轴，限位件134主体贯穿一对第一通孔
13211、两端嵌设于阀体侧壁的销孔1313内，限位件134与第一通孔13211滑动、导向配合。长条孔状的第一通孔除了对限位件进行导向外，还能够增大第一通孔的开口度，便于浆液高速喷出。
21.需要说明的是，在本文中，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。