Погружной пневмоударник для бурения скважин

 

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин и может быть использовано для повышения энергии единичного удара и его частотности по породам средней и высокой прочности. Пневмоударник включает корпус, ударник и долото. Ударник в торцевой части дополнительно снабжен оголовником, выполненным из вольфрамо-кобальтового сплава. Изобретение обеспечивает повышение ударной мощности пневмоударника. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин и может быть использовано для повышения энергии единичного удара и его частотности по породам средней и высокой прочности.

Известен многокамерный погружной пневматический ударный механизм, содержащий корпус, гильзу и размещенный внутри гильзы ударник с хвостовиком, разделяющим полость гильзы на основную камеру холостого хода и основную камеру рабочего хода (см. авт. св. СССР 1439187, МПК7 Е 21 В 4/14, Е 21 С 3/24, опубл. 23.11.88 г.).

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, высокая материалоемкость и большие габариты.

Наиболее близким к заявленному устройству является пневмоударник (П1-75), состоящий из корпуса с ударной массой (ударник) и долота (см. Пономарчук А.Ф., Самойленко Н.М. "Новый пневмоударник П1-75", Горный журнал, М., 1962 г., 9, с. 55-56).

Недостатком прототипа является ограниченная ударная мощность.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение ударной мощности погружного пневмоударника.

Технический результат заключается в увеличении передаваемой энергии единичного удара и частотности процесса.

Этот технический результат достигается тем, что в известном погружном пневмоударнике для бурения скважин, включающем корпус, ударник и долото, согласно изобретению, ударник в торцевой части дополнительно снабжен оголовником, выполненным из вольфрамо-кобальтового сплава.

Данный пневмоударник позволит увеличить передаваемую энергию единичного удара в более чем 30 раз, а также увеличить частотность ударов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид погружного пневмоударника.

Устройство состоит из корпуса 1, ударника 2, оголовника 3 и долота 4.

Устройство работает следующим образом. Воздух от питающей магистрали подают между корпусом 1 и ударником 2. В камеру холостого хода воздух попадает через распределительные отверстия в ударнике, который работает по схеме "поршень-золотник". В торцевой части ударника 2 закреплен оголовник 3, выполненный из W-Co сплава и воспринимающий ударную нагрузку. И за счет его расширения происходит перемещение ударника 2 вдоль корпуса 1.

При этом энергию единичного удара А в Дж определяют по формуле: A = ω_пр•V, где ω_пр - предельная объемная энергия упругой деформации, Дж/м³; v - объем, м³ m - масса ударника, кг; ρ - плотность материала ударника, кг/м³.

Увеличение энергии единичного удара А происходит за счет использования W-Co сплава для оголовника ударника 2 с ω_пр = 140•105 Дж/м³, ρw = 19300 кг/м³, ρ_co = 8900 кг/м³, для сплава ВК25:ρ = 8900•0,25+19300•0,75 = 16700 кг/м³. При А=147 Дж, масса т. е. масса сплава W-Со=175 г, соответствует минимальной теоретической массе ударника. Выполнение оголовника 3 из W-Co сплава позволит увеличить энергию удара пропорционально росту где σ_в - временное сопротивление, Па,
Е - модуль упругости, Па.

Использование предлагаемого пневмоударника по сравнению с прототипом позволит при малых габаритах оголовника и уменьшении массы ударника повысить энергию единичного удара и увеличить частотность процесса, что в конечном результате позволит повысить ударную мощность пневмоударника за счет приобретения новых свойств.

Формула изобретения

Погружной пневмоударник для бурения скважин, включающий корпус, ударник и долото, отличающийся тем, что ударник в торцевой части дополнительно снабжен оголовником, выполненным из вольфрамо-кобальтового сплава.

РИСУНКИ

Рисунок 1