Расширитель скважин

Расширитель скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. РАСПЖРИТЕЛЬ СКВАЖН, включающий корпус, буровые коронки, поршень из упругого материала с гнездами и размещенными в них ударниками , расположенными против каждой коронки, воздухораспределительное устройство с центральной трубкой, проходящей через отверстия в поршне, и направляющий фонарь, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы ударников при бурении в перемежаюш:ихся по прочности горных породах путем уменьшения потерь энергии при передаче ее буровым коронкам, поршень установлен с предотвращением от проворота относир .ельно корпуса посредством фиксатора , a ударники размещены в гнездах , с возможностью ограниченного осевого перемещения. 2.Расширитель по п.1, о т л и чающийся тем, что поршень на внешней поверхности скольжения имеет продольный паз с выходом на одну из его торцовьк поверхностей, сопряженная с ней поверхность корпуса - выемку, a фиксатор размещен между пазом и выемкой. 3.Расширитель по п.2, отличающийся тем, что продольный паз вьшолнен на внутренней поверхности скольжения поршня, a выемка § на сопряженной с ней поверхности (Л центральной трубки. 4.Расширитель по пп. 1-3, отс личающийся тем, что фиксатор выполнен в виде шара. с 5.Расширитель по п.1, отлиS чающийся тем, что предотвращение проворота осуществлено посредю ством установки центральной трубки о м эксцентрично относительно корпуса. 6.Распиритель по п.1, отличающийся тем, что ударники выполнены двуступенчатыми с нижней ступенью меньшего диаметра, ударная поверхность которой размещена ниже поршня.

! !

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ тора, а ударники размещены в гнез дах. с возможностью ограниченного осевого перемещения.

2 ° Расширитель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что поршень на внешней поверхности скольжения имеет продольный паз с выходом на одну из его торцовых поверхностей, сопряженная с ней поверхность корпуса — выемку, а фиксатор размещен .между пазом и выемкой.

3. Расширитель по п.2, о т л и— ч а ю шийся тем, что продольный паз выполнен на внутренней поверхности скольжения поршня, а выемка— на сопряженной с ней поверхности центральной трубки.

4. Расширитель по пп. 1-3, о т— л и ч а ю шийся тем, что фиксатор выполнен в виде шара.

5. Расширитель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что предотвращение проворота осуществлено посредством установки центральной трубки эксцентрично относительно корпуса.

6. Расширитель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что ударники выполнены двуступенчатыми с нижней ступенью меньшего диаметра, ударная поверхность которой размещена ниже поршня.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587646/22-03 (22) 12.05.83 (46) 15.12.84. Бюл. Р 46 (72) В.И.Лысоконь, Ж.Г,Мухин, В.Н.Власов, Г.П.Новоженин, П.Т.Гайдин и А.П,Щукин (71) Восточно-Казахстанский машиностроительный завод им. 50-летия СССР (53) 622.233.051.77 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 393447, кл. E 21 В 7/28, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР .9 973848, кл. Е 21 Р 1/06, 1981. (54) (57) 1. РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН, включающий корпус, буровые коронки, поршень из упругого материала с гнездами и размещенными в них ударниками, расположенными против каждой коронки, воздухораспределительное устройство с центральной трубкой, проходящей через отверстия в поршне, и направляющий фонарь, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности работы ударников при бурении в перемежающихся по прочности горных породах путем уменьшения потерь энергии при передаче ее буровым коронкам, поршень установлен с предотвращением от проворота относительно корпуса посредством фиксаSU„,112 1

4 11293

Изобретение относится к погружным буровым устройствам для расширения скважин в крепких породах.

Известен расширитель скважин, включающий блок из нескольких пневмоударников, буровые коронки и направляющий фонарь, причем расширитель снабжен полостью, разделенной на две,камеры, одна из которых соединена каналами с камерами холостого хо- >0 да, а другая — с камерами рабочего хода пневмоударников, при этом один из пневмоударников выполнен в виде золотникового воздухораспределителя, сбединенного с магистралью сжато-15

ro воздуха 1.1 3.

Недостатками данного расширителя являются сложность конструкции, большая металлоемкость изготовления и малая работоспособность. 20

Наиболее близким к предлагаемому является расширитель скважин, включающий корпус, буровые коронки, поршень из yrpyroro материала с гнездами и размещенными в них ударниками, 25 расположенными против каждой буровой коронки, воздухорасцределительное устройство с центральной трубкой, проходящей через отверстия в поршне, и направляющий фонарь 52 3.

Недостатком известного расширителя являются значительные потери энергии на деформацию упругого поршня при бурении в перемежающихся по крепости горных породах, а также при несимметричном соударении ударников с хвостовиками буровых коронок.

Цель изобретения - повышение эффективности работы ударников при бурении в перемежающихся по прочнос- 40 ти горных породах путем уменьшения потерь энергии при передаче ее буровым коронкам.

Поставленная цель достигается тем, что в расширителе скважин, вклю- 5 чающем корпус, буровые коронки, поршень иэ упругого материала с гнездами и размещенными в них ударниками, расположенными против каждой корон- .

: ки, воздухораспределительное устрой- 50 ство с центральной трубкой, проходящей через отверстия в поршне, и направляющий фонарь, поршень установлен с предотвращением от проворота относительно корпуса посредством фиксатора, а ударники размещены в гнездах с возможностью ограниченного осевого перемещения.

19,. 2

П орше н ь име ет на в нешней лов ерхности скольжения продольный паз с выходом на одну из его торцовых поверхностей, сопряженная с ней поверхность корпуса — выемку, а фиксатор размещен между пазом и выемкой.

Продольный паз может быть выполнен также на внутренней поверхности скольжения поршня„ а выемка — на сопряженной с ней поверхности центральной трубки.

Фиксатор выполнен.в виде шара.

Кроме того, предотвращение проворота осуществлено посредством установки центральной трубки эксцентрично относительно корпуса.

Ударники выполнены двуступенчатыми с нижней ступенью меньшего диаметра, ударная поверхность которой размеще- на ниже поршня.

На фиг. 1 показан расширитель скважин, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3фиксатор в виде призматической шпонки; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — фиксатор в виде ролика; на фиг. 6 — сенение В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - фиксатор в виде шара; на фиг. 8 — сечение Г-Г на фиг. 7 на фиг. 9 — сечение А-А на фиг. 1 с поршнем, зафиксированным от вращения посредством эксцентричной установки центральной трубки.

Расширитель скважин включает корпус 1, в котором размещен поршень 2 с с ударниками 3. Корпус 1 имеет проточку с резьбой 4, в которую входит цилиндр 5 с буртом 6 для клапанного седла 7. Седло 7 контактирует с клапаном 8 через выступ 9. Ход клапана

8 ограничен распределительной коробкой 10, поджатой к седлу 7 посредством регулировочных шайб 11. Седло 7, клапан 8 и распределительная коробка 10 образуют в совокупности возду-, хораспределительный механизм. В корпусе установлены буровые коронки 12 на державках 13, зафиксированные от выпадания фонарем 14. В поршень

2, выполненный, например, из резины, вмонтированы ударники 3. Между торцом ударника 3 и торцом установочного гнезда 15 в поршне 2 выполнен зазор .5, равный по меньшей мере величине возможной неровности забоя скважины. ударники 3 располагаются по окружности и каждый взаимодействует с одной буровой коронкой 12 че3 11293 рез державку 13. Поверхности скольжения поршня 2 снабжены антифрикционными покрытиями или втулками 16.

Цилиндр 5 посредством поршня 2 разделен на силовые полости прямого хо—

5 да 17 и обратного хода 18, которые имеют выхлопные окна(отверстия)19 и 20 ° Для подвода сжатого воздуха в силовую полость 17 прямого хода .устройство снабжено каналом 21, проточкой 22, подклапанной полостью 23 и отверстием 24. Для подвода сжатого воздуха в силовую полость 18 обратного хода устройство снабжено каналом 21, проточкой 22, надклапанной полостью 25, каналами 26 и отверстием 27 в центральной трубке 28.

Для фиксации поршня 2 от проворота в цилиндре 5 служит фиксатор, который может быть выполнен в виде призматической шпонки 29, установленной в выемке 30 цилиндра, с выступом, входящим в продольный паз

31, выполненный на поверхности 25 скольжения поршня 2 с выходом на одну из его торцовых поверхностей.

Фиксатор может быть выполнен также в виде ролика 32, установленного в выемке 33 на центральной трубке 28 .и входящего в продольный паз 34 внутренней поверхности скольжения, имеющий выход на одну из его торцовых поверхностей. Фиксатор может быть выполнен в виде шара 35, установленно„35

ro между выемкой на центральной труб" ке 28 и продольным пазом на поршне

2. Фиксация поршня 2 от проворота может быть осуществлена посредством эксцентричной установки центральной трубки 28 относительно поршня 2.

Ударники 3 могут быть выполнены двуступенчатыми, при этом ступень меньшего диаметра с бойком 36 выступает с. из поршня 2. Для обеспечения безаварийной работы в перемежающихся по прочности породах в центральной трубке 28 предусмотрены блокировочные окна 37.

Расширитель скважин работает сле- SO дующим образом.

Когда проточка 22 в распределительной коробке 10 сообщена с источником сжатого воздуха через канал

21, а клапан 8 прижат к выступу 9 седла 7, сжатый воздух через надклапанную полость 25, каналы 26 и отверстие 27 в центральной трубке 28 по19 4 ступает в силовую полость 18 обратного хода. При этом поршень 2 с ударниками 3 совершает обратный ход.

Перед торможением поршня 2 происходит выхлоп отработанного воздуха из силовой полости 18 обратного хода через выхлопные отверстия 20 в цилиндре 5.

Вследствие разности давлений в подклапанной полости 23 и надклапанной полости 25 клапан 8 перебрасывается вверх, обеспечивая впуск сжатого воз» духа в силовую полость 17 прямого хода через канал 21, проточку 22, подклапанную полость 23 и.отверстие

24. Поршень 2 совершает прямой ход, при этом перед ударом происходит выхлоп отработанного воздуха из силовой полости 17 прямого хода через отверстия 19. При совершении раббчего хода поршень 2 движется совместно с ударниками 3, которые опираются в гнездо 15 поршня 2, при этом зазор

S отсутствует. В конце рабочего хода произойдет встреча бойка 36 с державкой 13 и передача энергии буровым коронкам 12. Поршень 2 остановится, но при неровном забое коронки будут располагаться на разном . уровне и соударение со смежными ударниками будет происходить в разное время. При этом часть ударников будет двигаться по инерции, выбирая свободный ход, причем величина свободного хода заведомо больше, чем возможные неровности забоя. Это позволяет нанести удар по коронкам

12 через державки 13 независимо от уровня забоя, на котором они находятся. Наличие свободного хода 5 обеспечивает более равномерную передачу энергии, запасенную в ударниках 3, коронкам 12.

Чтобы ударники 3 всегда совершали удары по своим коронкам, а их оси при этом располагались бы в радиальной вертикальной плоскости, предусматривается фиксация поршня

2 от вращения в цилиндре 5, выпол- ненным, например, в виде призматической шпонки 29, установленной в выемке 30 цилиндра 5 и входящей в продольный паз 31. При возвратнопоступательном перемещении поршня 2 фиксатор препятствует его вращению, которое возникает вследствие неодновременности нанесения ударов отдельными ударниками 3 по державкам

13 коронок 12.

1129319

Применение изобретения позволяет повысить производительность бурения на 30-40Х путем более равномерной

27

2В

2D

Ж

18 передачи энергии буровым коронкам и более высокого коэффициента использования мощности ударников.

1129319

Юг. 2

11293 19

Г-Г

Г

Al2, 7

Составитель Л.Черепенкина

Техред M.Íàäü Корректор И.Максимишинец

Редактор Ю.Ковач

Заказ 9418/24 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4