Гидравлический вибромолот

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в буровых работах при спуске и извлечении обсадных труб, свай, шпунтов и т.д. Целью изобретения является повышение КПД вибромолота. Гидравлический вибромолот содержит корпус 1 с наковальнями 2 и 3, цилиндр 4, поршень 5, размещенный в цилиндре 4 и связанный с бойком 6, выпускной клапан 7, установленный в верхней части цилиндра 4, снабженный уплотнением 12, выпускным каналом 8 и двумя посадочными местами по наружной и внутренней поверхностям. Выпускной клапан 7 имеет возможность взаимодействия с внутренним посадочным местом впускного клапана 9. Выпускной клапан 7 установлен в выпускном канале 8 впускного клапана 9, подпружинен относительно последнего и выполнен с выхлопными каналами 11. Внутреннее посадочное место 19 впускного клапана 9 размещено в верхней части последнего, а хвостовик 20 выпускного клапана 7 имеет возможность взаимодействия с бойком 6 буртиком и нижним торцом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (19! SU (и>

А1 (51)5 Е 02 0 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I$

t7

0 гг гю

ВЭ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

APH ГКНТ СССР (21) 4401527/31-33 (22) 04.04.88 (46) 07.03.90. Бюп. 9 9 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.A.ÊàðàêîçoB, В.И.Блинов, О.Я.Тодер и Г.M.ÂàëèòoB (53) 624. 155. 15(088.8) (56) Коломоец А.В. Предупреждение и ликвидация прихватов в разведочном бурении. — М.: Недра, 1985, с. 141.

Авторское свидетельство СССР

N - 1446240, кл. E 02 0 7/10, 04.05.87.

2 (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРОМОЛОТ (57) Изобретение относится к строи тельству и может быть использовано в буровых работах при спуске и извлечении обсадных труб, свай, шпунтов и т.д. Целью изобретения является повышение КПД вибромолота. Гидравлический вибромолот содержит корпус 1 с наковальнями 2 и 3, цилиндр 4, поршень 5, размещенньп» в цилиндре 4 и связанный с бойком 6, выпускной клапан 7, установленный в верхней части цилиндра 4, снабженный уплотнением

1548344

20 к к аппп 8ьцп к

a=St — 8< 8в

12, выпускным каналом 8 и двумя поса дочнь»ми местами по наружной и внутрен ней поверхностям. Выпускной клапан

7 имеет возможность взаимодействия с внутренним посадочным местом впускного клапана 9. Выпускной клапан 7 установлен в выпускном канале 8 впускного клапана 9, подпружинен относиИзобретение относится к строительству и может бьггь использовано в буро-15

ых работах при спуске и извлечении бсадных труб, свай, шпунтов и т.д.

Цель изобретения — повьппение КПД ви бр омолот а .

На фиг. 1 показан вибромолот, ис1»одное полжение, на фиг. 2 — то же, Ь момент закрытия выпускного клапана, 1»а фиг. 3 — то же, после перестановки слапанов; на фиг. 4 — то же, в момент 25 рыва выпускного клапана с внутреннео посадочного места при ходе бойка низ.

Вибромолот содержит корпус 1 с ерхней 2 и нижней 3 наковальнями, ци-30 . индр 4, поршень 5, размещенньп» в цииндре 4 и связанный с бойком 6, выускной клапан 7, установленньп» в выускном канале 8 впускного клапана 9, одпружиненный относительно последне- 35 о пружиной 10 и снабженный выхлопыми каналами 11. Впускной клапан с плотне»»ием 12 установлен в верхней »»асти цилиндра 4 и подпружинен пружиНой 13 относительно клапанной короб- 40 ки 14 с нагнетательным 15 и выхлопным ,16 каналами и камерой 17 низкого дав пения, связанной с выхлопным каналом

16. Впускной клапан 9 имеет два посадочных места по наружной и внутренней 45

Поверхностям, причем наружное посадочное место 18 взаимодействует с верхней частью цилиндра 4, а внутреннее посадочное место 19 выполнено в верхней части втулки впускного клапана 9 с 50 возможностью взаимодействия с выпускным клапаном 7. Величина свободного хода g бойка 6 при ходах вверх и вниз определяется по формуле где 8 — величина хода бойка б; тельно последнего и выполнен с выхлопными каналами 11. Внутреннее посадочное место 19 впускного клапана 9 размещено в верхней части последнего, а хвостовик 20 выпускного клапана 7 имеет возможность взаимодействия с бойком 6 буртиком и нижним торцом.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

S — расст оя ние от нижнег о тор ца

» хвостовика 20 выпускного клапана 7 до нижней торцовой стенки 21, ограничивающей полость в бойке 6; к

S — величина хода выпускного вып клапана 7, при этом расстояние от буртика хвостовика 20 выпускного клапана 7 до верхней торцовой стенки 22, ограничивающей полость бойка 6, определено формулой где 8пп — величина хо.»а впускного клапана 9.

Нижняя часть бойка 6., шток 23, имеет меньший, по сравнению с поршнем

5, диаметр и является второй (малой) ступенью дифференциального поршня.

Вибромолот работает следующим образом.

1Г

В исходном состоянии боек 6 находится в крайнем нижнем положении, впускной клапан,9 закрыт, а выпускной клапан 7 открыт. Рабочая жидкость через нагнетательный канал 15 и зазор между корпусом 1 и цилиндром 4 поступает под поршень 5, который вместе с бойком 6 начинает перемещаться вверх.

При этом жидкость из надпоршневой полости цилш»дра 4 вьгтесняется в скважину через выхлопные каналы 11, выпускной канал 8 и выхлопной канал 16.

После того, как боек 6 пройдет расстояние S) он взаимодействует своей нижней внутренней торцовой

1 стенкой 21 с хвастовиком 20 выпускного клапана 7 и совершает вместе с последним совместное перемещение на к расстояние Б ы„, сжи.-»ая пружину 10.

Когда выпускной клапан 7 пройдет раск стояние Б „„, он взаимодействует с бЫН внутренним посадочным местом 19 впускк р вып к к

Ва вп вь и

5 154834 ного клапана 9, перекрывая выпускной канал 8. Давление в образовавшейся замкнутой полости возрастает и под действием перепада давления между надпоршневой полостью цилиндра 4 и от5 деленной от напорной магистрали уплотнением 12 камерой 17 низкого давления клапанной коробки 14, а также за счет энергии выпускного клапана 7 и совместного хода клапанной группы с бойком на очень малом расстоянии свободного хода ot впускной клапан 9 отрывается от верхней части цилиндра 4.

При этом боек 6 наносит удар по верх- 15 ней наковальне 2.

Дальнейшее перемещение клапанной группы вверх на расстояние осуществляется за счет давления на нее рабочей жидкости, которая начинает поступать 20 в надпоршневую полость цилиндра 4.

При этом расстояние от торцовой стенки 22 до буртика хвостовика 20 становится равным S — а, так как к к к к

S +S — (S -а) = (S -S -a)+(S +S

2 вп K вь п вп вью к ,-а) — (S — а) = S — а. еп

Поскольку рабочая площадь поршня 3р

5 сверху больше, чем снизу на величину площади штока 23, то боек 6 начинает двигаться вниз и, пройдя расстояние

S — а, наносит удар своей верхней торцовой стенкой 22 по буртику хвостовика 20 выпускного клапана 7, отрывая последний от посадочного места

19. При этом открывается выпускной канал 8.

Затем боек проходит расстояние сво-4р

Ъ бодного хода а,которое имеет незначительную величину (а - О) и практи.чески равно величине свободного хода вверх, и наносит удар по нижней наковальне 3. При этом пружина 13 отбра- 45 сывает впускной клапан 9 до взаимодействия наружного посадочного места 18 с верхней частью цилиндра 4, а пружина 10 в это же время возвращает выпускной клапан 7 в исходное положение,при- 5р чем перемещение выпускного клапана в исходное положение в предлагаемом вибромолоте значительно меньше. Далее. цикл работы вибромолота повторяется.

Использование гидравлического виб5 ромолота позволяет повысить КПД за счет более стабильной работы клапанной группы, снижений гидросопротивлений, а также потерь энергии на участке

4 6 свободного хода при ходе бойка вниз, который является производительным при вибробурении, погружении свай и шпунтов..А.

Формула изобретения 1. Гидравлический вибромолот, col ,держащий корпус с наковальнями, ци . линдр, размещенный в нем поршень, соединенный с бойком, в котором выполнена ограниченная сверху и снизу торцовыми стенками полость, установленный в верхней части цилиндра впускной клапан с уплотнением, выпускным каналом и посадочными местами по наружйой и внутренней поверхностям, взаимодействующий с внутренним посадочным местом впускного клапана выпускной клапан, хвостовик которого размещен в полости бойка и выполнен с буртиком на конце, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения КПД, выпускной клапан выполнен с выхлопными каналами, установлен в выпускном канале впускного клапана и подпружинен относительно последнего, при этом внутреннее посадочное место впускного клапана размещено в верхней его части, а хвостовик выпускного клапана имеет возможность взаимодействия .нижним торцом и буртиком с торцовыми стенками бойка, ограничивающими его полость.

2. Вибромолот по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что величина свободного хода (a) бойка определяется по формуле где S — величина хода бойка;

S — расстояние от нижнего торца

1 хвостовика до нижней торцовой стенки, ограничивающей полость в бойке, к

S — величина хода выпускного вы клапана, при этом расстояние от буртика хвостовика выпускного клапана до верхней торцовой стенки, ограничивающей полость в бойке, определяется по формуле к где S — величина хода впускного клава пана.

20 иг 2

1548344

Составитель Н.Заболоцкая

Редактор Н.Тупица Техред Л.Олийнык Корректор М. Кучерявая

Заказ 120 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101