Гидроударник для бурения скважин

 

Изобретение относится к горной промети и позволяет повысить КПД путем уменьшения сопротивления движению бойка. Гидроударник содержит цилиндрический корпус 1 со сквозным каналом, наковальней 4 внизу и боковыми окнами, сообщающими канал с затрубным пространством. В канале установлен полый дифференциальный боек 11 с поршнем 10, а в бойке 11 - подпружиненный стакан 17. Нижняя часть бойка И выполнена в виде полого цилиндрического патрубка 15 с боковыми отверстиями 16, образующего кольцевую камеру 6 с корпусом I. Камера 6 сообщается с боковыми окнами корпуса 1 при крайнем верхнем положении бойка 11. При повыщении давления стакан 17 опускается, открывая отверстия 16. Жидкость поступает в камеру 6. Боек 11 устремляется вверх. После открытия поршнем 10 отверстий 16 жидкость устремляется в затрубье, что приводит к снижению давления над стаканом 17, перекрывающим отверстия 16. В итоге боек устремляется вниз. Поршень 10 перекрывает выхлопные окна, а жидкость из камеры 6 вытесняется через сквозное отверстие 5 в нижней наковальне 4. В нижнем положении боек 11 патрубком 15 взаимодействует с наковальней 4. Над стаканом 17 повышается давление, и он опускается . 2 ил. 3 /г ffi (Л 4 ГчЭ СО rsD 9ut. Z

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1420132 А 1

15ц 4 Е 21 В 4 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ис. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ l4 ОТКРЫТИЙ (21) 3913220/22-03 (221 19.06.85 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (7I) Донецкий политехнический институт (72) О. И. Калиниченко, А. А. Чаленко, А. В. Коломоец и Л. В. Тарарыева (53) 622.233.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 875012, кл. Е 21 В 4/14, 1979. (54) ГИДРОУДАРНИК ДЛЯ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промсти и позволяет повысить КПД путем уменьшения сопротивления движению бойка. Гидроударник содержит цилиндрический корпус

1 со сквозным каналом, наковальней 4 внизу и боковыми окнами, сообщающими канал с затрубным пространством. В канале установлен полый дифференциальный боек 11 с поршнем 10, а в бойке 11 — подпружиненный стакан 17. Нижняя часть бойка 11 выполнена в виде полого цилиндрического патрубка 15 с боковыми отверстиями 16, образующего кольцевую камеру 6 с корпусом I.

Камера 6 сообщается с боковыми окнами корпуса 1 при крайнем верхнем положении бойка ll. При повышении давления стакан 17 опускается, открывая отверстия 16. Жидкость поступает в камеру 6. Боек 11 устремляется вверх. После открытия поршнем IO отверстий 16 жидкость устремляется в затрубье, что приводит к снижению давления над стаканом 17, перекрывающим отверстия 16. В итоге боек устремляется вниз.

Поршень 10 перекрывает выхлопные окна, а жидкость из камеры 6 вытесняется через сквозное отверстие 5 в нижней наковальне 4.

В нижнем положении боек 11 патрубком 15 взаимодействует с наковальней 4. Над стаканом 17 повышается давление, и он опускается. 2 ил. тз

1420132

Формула изретения

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в качесгве погружного снаряда для бурения скважиД. (1елью изобретения является повышение

КПД путем уменьшения сопротивления движению бойка.

На фиг. изображен гидроударник в исходном положении; на фиг. 2 — положение бойка в верхнем положении.

Гидроударник состоит из корпуса l, содержащего переходник 2, верхнюю наковальню; 3, нижнюю наковальню 4 со сквозным отверстием 5, цилиндрическую камеру 6, выхлопные окна 7 и верхний патрубок 8 с дренажными отверстиями 9. Внутри корпуса, :1 установлен поршень 10, представляющий одно целое с бойком l. Верхняя часть бойка 11, имеющая меньший диаметр ио сравнению с диаметром поршня 10, размещена в цилиндре 12 переходника 2 и представляет собой вторую ступень поршня с

1 рабочей поверхностью 13. Боек выполнен польем со сквозным каналом 14.

В нижней части поршня-бойка выполнен распределительный ударный иатрубок

15 с боковыми отверстиями (окнами! 16, с подвижно установленным внутри него стаканом 17, в проточке которого размещена пружины 18, опирающаяся на нижнюю наковальню 4. Жесткость пружины !8 или величина рабочей поверя. ости 13 и плошади сечения стакана подобраны таким образом, что усилия, развиваемые давлением жидкости на перемещение бойка 11, меньше, чем на перемещение стакана 17.

В исходном положении боек 11 занимает верхнее положение. Стакан 17 за счет пружины 18 находится в верхнем положении. перекрывая боковые отверстия 16. Жидкость посгуиаст в механизм через переходник 2, формируя давление в цилиндре 12 и канале

14 соответственно над рабочей поверхностью 13 и стаканом 17.

Ввиду повышения давления стакан 17 начинает движение вниз, сжимая пружину 18. Стакан 17 открывает окна 16, одновременно перекрывая нижним торцом сквозное отверстие 5 в наковальне 4. Жидкость получает возможность поступления в цилиндрическую камеру 6 под поршень 10.

Ввиду разности площадей (плошадь снизу больше на величину разности поршня 10 и площади рабочей поверхности 13) боек ll устремляется вниз. Стакан 17 под действием на его поверхность давления жидкости остается в нижнем положении до момента открытия поршнем 10 выхлопных окон 7. В .этот момент жидкость, поступающая в гидроударник, через боковые отверстия 16 и выхлопные окна 7 устремится в затрубное пространство, что приведет к резкому снижению давления над стаканом 17, который усилием пружины 18 переместится в крайнее верхнее положение, перекрывая окна 16, в крайнем верхнем положении боек ll может быть остановлен соударением с наковальней 3 или если удар вверх не будет эффективным, гидроторможением (путем увеличения хода бойка вверх по инерции после совмещения окон 16 и 7).

При перекрытии стаканом 17 боковых отверстий 16 формируется давление жидкости в цилиндре 12 над рабочей поверхностью

l3 и стаканом 17. Ввиду разной величины усилий на перемещение стакана 17 и бойка

11 последний под действием давления на рабочую поверхность 13 устремится вниз. Поршень 10 перекроет выхлопные окна 7, а находящаяся в цилиндрической камере 6 жидкость вытеснится через сквозной канал 5 в нижней наковальне 4. В крайнем нижнем положении боек 11 ударным патрубком 15 взаимодействует с нижней наковальней 4.

Остановка бойка способствует повышению давления над стаканом 17, который начнет движение вниз, сжимая пружину 18.

Дренажные отверстия 9 верхнего гатрубка 8 служат для устранения гидравлической подушки при возвратно-поступательном движении поршня-бойка.

Г1рименение гидроударника повышает

КПД механизма ввиду снижения потерь скорости соударения бойка с наковальней, увеличивает энергию единичного удара по нижней наковальне 5.

Гидроударник для бурения скважин, содержащий цилиндрический корпус со сквозным каналом, наковальней в нижней части и боковыми окнами, сообщающими канал с затрубным пространством, полый дифференциальный боек с поршнем и боковыми отверстиями, установленный в канале корпуса с возможностью взаимодействия с наковальней нижней частью и открывания боковых окон нижним торцом поршня, подпружиненный стакан, установленный в бойке с возможностью перекрывания его боковых отверстий, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения сопротивления движению бойка, нижняя часть бойка выполнена в виде полого цилиндрического патрубка, образующего кольцевую камеру с корпусом и установленного с возможностью взаимодействия с наковальней, а стакан подпружинен относительно наковальни с возможностью взаим одействия с последней, причем боковые отверстия бойка выполнены в патрубке, а кольцевая камера сообщается с боковыми окнами корпуса при крайнем верхнем положении бойка.

1420132

Составитель A. Скалунов

Редактор О. Спесивых Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 4300/31 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4