Гидроударник

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.06.80 (21) 2933816/22-03 с присоединением заявки No— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень Хо 6

Дата опубликования описания 15.02.82 (51) Ъ1 K.q,з

Е 21 В 4/14

Гасударственный комитет (53) УДК 622.243..4 (088.8) по делам нзобретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

Ф. И. Мартынов, Г. А. Коханов и А. И. Деревя

ИАТ1 :: .! )( 4.. с

Проектно-конструкторская контора Треста «Во токбу вод» . (71) Заявитель (54) ГИДРОУДАРНИК

Изобретение относится к горной промышленности и в частности к гидроударникам, применяемым для бурения скважин большого диаметра на станках вращательного бурения ограниченной мощности.

Известен гидроударник для бурения сква жин, содержащий корпус, клапанное устройство с клапаном, поршень-боек, наковальню и дроссельное устройство (1).

Однако данный гидроударник имеет пониженный КПД, так как перепад давления в дросселе противодействует разгону бойка, низкую надежность, особенно при работе в шламовой среде, пониженную энергию удара, особенно при увеличенных диаметрах гидроударника, потребных для больших диаметров бурения, так как для обеспечения холостого хода бойка требуется большой объем жидкости для заполнения полости под бойком и низкую работоспособность клапана, испытывающего высокие нагрузки в момент переключения.

Известен клапанный гидроударник, содержащий корпус, клапанную коробку, клапан, боек и наковальню с дросселем (2).

Однако данный гидроударник имеет сложную конструкцию при пониженной надежности, особенно при работе в шламовой среде, пониженный КПД из-за повышенных затрат энергии для возврата бойка в исходное положение и пониженную энергию удара при относительно больших диаметрах гидроударника и ограниченной мощности насосного оборудования.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия, упрощение конструкции гидроударника и повышение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что боек гидроударника выполнен в виде эжекторного насоса, камера смешения которого гидравлически связана с пространством над бойком и клапанной коробкой.

15 На фиг. 1 изображен гидроударник в статическом положении, продольный разрез; на фиг. 2 — гидроударник в момент начала работы; на фиг. 3 — то же, перед рабочим ходом.

Гидроударник имеет корпус 1, снабженный в верхней части переводником для соединения с бурильным инструментом, а в нижней части — шлицевым разъемом с наковальней 2. Внутри корпуса 1 помещен боек 3, внутренняя часть которого выполнена

905409

Формула изобретения в виде эжекторного насоса, имеющего сопло 4, камеру 5 смешения, диффузор 6. Камера 5 смешения соединена каналами 7 с полостью 8 над бойком. Над соплом 4 смонтирован клапан 9, хвостовик которого находится в клапанной коробке 10, а рабочая часть заключена во втулку 1! . Клапан снабжен уплотнением 12, а боек — уплотнением 13 и 14. Канал 15 гидравлически связывает полость над бойком 8 и клапанную коробку 10.

Во время спуска в скважину гидроударник находится в подвешенном состоянии и наковальня 2 под действием собственного веса опускается, раскрывая шлицевой разьем (фиг. 1). При этом боек 3 опускается в крайнее положение и между торцами втулки 11 и бойка 3 образуется щель, в которую свободно проходит буровой раствор, что необходимо для промывки скважины и опорожнения бурильных труб при подъеме.

При постановке на забой (фиг. 2) шлицевой разъем смыкается и перекрывается зазор между торцами втулки 11 и бойка 3, жидкость устремляется через сопло 4 и камеру 5 смешения, при этом давление над соплом повышается и клапан 9 отбрасывается в крайнее верхнее положение.,Жидкость, проходя через сопло 4, создает разряжение, которое по каналам 7 передается в полость 8 и по каналу 15 в полость клапанной коробки 10. Рвиду разности давлений над бойком и по,z бойком, возникает подъемная сила, которая перемещает боек в крайнее верхнее положение до смыкания сопла с клапаном 11

Перемещению бойка вверх способствует и реактивная сила струи, истекающей из сопла. Эжекторным насосом жидкость из полости 8 перемегцается под боек 3 и далее через долото в скважину. При смыкании сопла 4 и клапана 11 (фиг. 3) возникает гидравлический удар, повышается давление, под действием которого боек с возрастающей скоростью псремс щается вниз и наносит

1о

1S

25 зо зз удар по наковальне. Жидкость, находящаяся под бойком, не оказывает значительного сопротивления движению бойка — сохранившееся разряжение в полости 8 способствует заполнению полости через каналы 7, а наковальня имеет широкое проходное отверстие. Клапан движется совместно с бойком до ограничителя, затем отрывается от бойка и отбрасывается вверх, открывая проход для жидкости в сопло вступает в работу эжекторный насос — боек снова поднимается вверх и цикл повторяется в той же последовательности. Импульсное истечение жидкости из сопла эжекторного насоса улучшает его характеристики, т. е. повышается развиваемое давление и коэффициент эжекции. При работе на глубине, сопло предохраняет пространство под клапаном от кавитации, являясь своеобразным затвором.

Предлагаемое исполнение гидроударника упрощает конструкцию по сравнению с известными гидроударниками, повышает коэффициент полезного действия и повышает надежность работы.

Гидроударник, содержащий корпус, клапанную коробку, клапан, боек и наковальню, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, упрощения конструкции и повышения надежности, боек выполнен в виде эжекторного насоса, камера смешения которого гидравлически связана с пространством над бойком и клапанной коробкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 177370, кл. Е 21 В 5/00, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

"io 314875, кл. Е 21 B 5/00, 1963.

905409

1Х

1/

Составитель Н. Хлебников

Редактор Н. Воловик Техред A. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 3! 2/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4