Расширитель скважин

Расширитель скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН по авт. св. № 1051206, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения срока службы, он снабжен эластичной уплотняющей шайбой, установленной с возможностью осевого перемещения в корпусе между поршнемударником и воздухораспределительным механизмом, при этом уплотняющая шайба имеет уплотнительные пояски и заходные фаски в местах контакта с уплотняемыми поверхностями. 2. Расширитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной эластичной уплотняющей шайбой, установленной с возможностью осевого перемещения в корпусе между поршнем-ударником и буксой.. (Л с

„„Я0,ы 1 295

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з1) s Е 21 В 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (61) 1051206 (21) 3639200/22-03 (22) 31.08.83 (46) 15.07,85. Бюл. У 26 (72) Ж.Г.Мухин, В.И.Лысоконь, В.Н. Власов, Г.П. Новоженин и П.T.Гайдин

- (71) Восточно-Казахстанский машиностроительный завод им. 50-летия СССР (53) 622.233.051.77 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 1051206, кл. E 21 В 7/28, 1982 (прототип). (54)(57) 1. РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН по авт. св. Ð 1051206, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упращения технологии изготовления и ловышения срока службы, он снабжен элас- . тичной уплотняющей шайбой, установленной с воэможностью осевого перемещения в корпусе между поршнемударником и воздухораспределительным механизмом, при этом уплотняющая шайба имеет уплотнительные пояски и заходные фаски в местах контакта с уплотняемыми поверхностями.

2. Расширитель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен дополнительной эластичной уплотняющей шайбой, установленной с воэможностью осевого перемещения в корпусе между поршнем-ударником и буксой.

1 11672

Изобретение относится к буровой технике, конкретно к конструкциям расширителей, снабженных ударным механизмом и предназначенных для расширения скважин в крепких породах. 5

По основному авт. св. Р 1051206, известен .расширитель сквйжин, включающий корпус с воэдухораспреде,пительным механизмом, поршень-ударник, размещенный в корпусе и выполненный . 10 в виде отдельных секторов со штоками, установленными с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, буксу, жестко скрепленную с нижней частью корпуса, в от верстиях которой расположены штоки и державки буровых коронок, н фиксатор осевого перемещения буровых коро(.1 j /

Недостаток известного расширителя 2О .скважин — большая трудоемкость изготовления секторного поршня-ударника, корпуса цилиндра и воздухоподводящей трубки за счет наличия большого количества сопрягаемых поверхностей, 25 требующих точных шлифовальных операI ций, а при неточностях изготовления указанных поверхностей и их износе наблюдается снижение срока службы расширителя скважин и повышенный рас..з ход энергоносителя.

Целью изобретения является упроще. ние технологии изготовления и повыше ние срока службы.

Указанная цель достигается. тем, 35 .что расширитель скважин, включающий корпус с воздухораспределительным механизмом, поршень-ударник, размещенный в корпусе и выполенный в виде отдельных секторов со штоками, уста- <0 новленными с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, буксу, жестко скрепленную с нижней частью корпуса, в отверстиях которой расположены штоки и державки буровых 45 коронок, и фиксатор осевого перемещения .буровых коронок, снабжен эластичной уплотняющей Йайбой, установленной с возможностью осевого перемещения в корпусе между поршнем-ударни 5О ком и воэдухораспределительным механизмом, при этом уплотняющая шайба имеет уплотнительные пояски и заходные фаски в местах контакта с уплотняемыми поверхностями, 55

Кроме того, расширитель скважин снабжен дополнительной. эластичной уплотняющей шайбой, установленной с

95 2 возможностью осевого перемещения" в корпусе между поршнем-ударником и буксой.

На фиг. 1 показан расширитель скважин, продольньй разрез; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— узел 1 на фиг. 1.

Расширитель скважин включает переходник 1 и корпус 2, выполненный в виде. цилиндра. В верхней части корпуса 2 размещен воздухораспределительный механизм, состоящий иэ клапаиной коробки 3, клапана 4, седла клапана 5, трубки 6. В корпусе 2 размещен ударный механизм, выполненный в виде поршня-ударника, разрезанного по вертикали на секторы 7, каждый из ,которых снабжен штоком 8. В нижней части корпуса 2 выполнена эа одно целое с ним или отдельно и жестко закреплена на нем букса 9 с направляющими отверстиями 10, в которые с гарантированным зазором входят штоки

8 секторов 7 поршя-ударника. В эти. же направлякицие отверстия 1О установлены державки 11 коронок 12, удерживаемые от выпаданйя фиксаторами, выполненными в виде шпонок 13.

Внутренняя полость корпуса 2 посредством поршня-ударника, разрезан.ного на секторы 7, делится на силовые полости прямого хода 14 и обратного хода 15 с выпускными каналами 16.

Подвод сжатого воздуха s силовую по" лость 14 прямого хода осуществляется каналом 17 через подклапанную полость 18, зазор между клапаном и проточкой

19, каналы 20 и воздухоподводящее отверстие 21 штанги.

Подвод сжатого воздуха в силовую полость 15 обратного хода осуществляется через надклапанную полость

22, каналы 23 в трубке 6. Для запуска ударного механизма имеется отверстие 24, соединяющее воздухоподводящее отверстие 21 штанги с полостью

15 обратного хода. Кроме того, имеются блокировочные отверстия 25 н буксе 9.

Для упрощения технологии изготовления секторов 7 поршня-ударника и корпуса 2 за счет уменьшения требований к точности и чистоте обработки сопрягаемых деталей и обеспечения; при этом герметизации силовой полости 14 прямого хода под секторами 7 поршня-ударника установлена общая сменная эластичная уплотняющая шай1167295

Уплотняющие шайбы 26 и 30 изготавливаются из эластичного материала, например из резины,и служат, кроме того, синхронизаторами движения сек- 3g торов 7 поршня-ударника, но при резком изменении сопротивлений, например при неровной плоскости забоя, позволяют за счет эластичности отдельным секторам отставать или пе- 40. регонять смежные секторы, Для того, чтобы уплотняющие шайбы 26 и 30 все время двигались совместно с секторами 7 поршня-ударника, в местах приI легания шайбы на секторах 7 могут 45 быть выполнены местные выборки 31 постоянно сообщенные через дренаж- . ный канал 32, который выполнен на боковой поверхности секторов 7 с выпускными каналами 16 в корпусе 2. Ю

Это обеспечивает принудительный прижим уплотняющих шайб 26 н 30 к секторам 7 поршня-ударника за счет давления в силовых .полостях 14 и 15, ко- торое всегда выше, чем в местных вы- И борках 31. Букса 9 выполнена с головкой крепления направляющего фонаря 33. ба 26, имеющая уплотнительные пояски 27 и эаходные фаски 28 в местах контакта с корпусом 2 и трубкой 6.

Выпускные каналы 16 корпуса 2 со стороны рабочих полостей 14 и 15 вы- 5 полнены с притуплением за счет фасок

29 острых кромок для обеспечения движения уплотняющей шайбы 26 без заворотов и закусывания ее уплотнительных элементов.

Кроме того, под секторами 7 поршня-ударника может быть установлена дополнительная общая сменная уплбтняющая шайба 30, которая выполнена с уплотнительными поясками, заходны- 1Ф ми фасками и с отверстиями, через которые проходят штоки 8 секторов 7.

Наличие нижней уплотняющей шайбы 30 необязательно ввиду того, что сжато го воздуха для совершения обратного хода поршня-ударника в виде секторов

7 .требуется незначительное количество. При этом сжатый воздух, проходящий через щели между секторами и зазоры между поршнем и корпусом, иэ полости 15 через каналы.16 в скважи- . ну (при отсутствии дополнительной уплотняющей шайбы 30), дополнительно очищает забой скважины от буровой мелочи. 30

Уплотняющие шайбы 26 и 30 целесо образно изготовлять из резины с низ ким коэффициентом трения по стали, например из резины, подвергнутой по определенной технологии радиоактивному облучению.

Расширитель скважин работает следующим образом.

При включении компрессора сжатый воздух через воздухоподводящее отверстие 21 в штанге, каналы 20 и отверстия 24, надклапанную полость

22, канал 23 в трубке 6 поступает в силовую полость 15 обратного хода.

Вследствие того, что поступающий воздух давит с одинаковыми усилиями на все секторы 7 поршня-ударника, онн движутся с одинаковой скоростью, . совершая обратный ход. Синхронному движению секторов 7 поршня-ударника также способствует уплотняющая шайба

30. Прн этом движении перекроются выпускные каналы 16 уплотнительными поясками 27 унлотняющей шайбы 26 и воздух перестанет стравливаться в атмосферу иэ силовой плости 14 прямого хода.

Давление в силовой полости 14 пря-. мого хода будет возрастать, произойдет ее герметизация посредством уплотнительных поясков 27 на уплотняющей шайбе 26. За счет разности давлений в подклапанной полости 18 и в надклапанной полости 22 клапан 4 переместится в верхнее положение до прижатия к выступам клапанной пробки 3, при этом он перекроет поступление сжатого воздуха в силовую полость 15 обратного хода и откроет доступ сжатого воздуха в силовую полость 14 прямого хода через проточку 19, подклапанную полость t8 и каналы 17.

За счет равномерности давления в силовой полости 14 прямого хода секторы 7 поршня-ударника со штоками

8, набирая скорость, будут двигаться., совершая рабочий ход. Синхронному движению секторов 7 способствует уплотняющая шайба 26. При этом движении открываются выпускные каналы

16, и из силовой йолости 14 начнет

1 выходить отработанный воздух в атмосферу, а секторы 7 поршня-ударника со штоками 8 будут двигаться по инерции. П!токи 8 на своем пути встретятся с.державками 11. Запасенная энергия каждого движущего сектора 7

2t. 20

:гг

-20

-19

-6

- t7

-й

23. г 2

В 78 -Д A

Ю

5 1167 со штокамн 8 ударно передается через державку 11 соответствующим коронкам 12. Причем энергия единичных ударов каждого сектора 7 будет одинаковой, и коронки 12 получат одинаковую нагрузку, что .обеспечит их эффективную работу. Так.как плоскость . забоя бывает неровной и колебания уровня могут достигать. 5"7 мм, то встреча штоков 8 с державками 11 1О коронок 12 будет происходить также на разных уровнях, но это не скажется на распределении энергии благодаря возможности осевого перемещения секторов 7 относительно друг друга 15 во время соударения; не являются препятствием и уплотняющие шайбы 26 и 30, так как они эластичные и не закреплены на поршне.

Во время совершения удара за счет 20 разности давлений в подклапанной 18 и надклапанной 22 полостях произойдет перекидка клапана 4, перекроется доступ сжатого воздуха в рабочую полость 14 и откроется доступ сжатого zs

295 6 воздуха в полость 15 обратного хода, и цикл повторится.

Предлагаемый расширитель скважин позволяет упростить технологию изготовления секторного поршня-ударника, корпуса и воэдухоподводящей трубки за счет уменьшения требований к точности и чистоте обработки сопрягаемых поверхностей деталей. Кроме того, повышается срок службы расширителя за счет того, что неточности изготовления и износ трущихся деталей не сказываются на герметичность силовых полостей, следовательно, не снижается работоспособность н мощность расширителя. Герметизация силовых полостей производится уплотняющими шайбами, которые во время работы сами приспосабливаются к изменяющимся условиям (изменению диа-. метральных и сопрягаемых зазоров вследствие износа), что снижает расход энергоносителя при эксплуатации.

При необходимости уплотняющне шайбы легко заменить на новые.

1 167295

А-А

16

28

27

Л

32

Составитель Л.Черепенкина

Редактор М,Петрова Техред С.йовжий. Корректор М Po»«i

Заказ 4397/32 . Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изббретений и открытий

f13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д;4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4