Гидроударник
Патент 145188
Авторы
Классы МПК
Гидроударник
Иллюстрации
Реферат
¹ 145188
Класс 5а, 141в ссср
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Подписная группа М 10
Л. Э. Граф, Д. И. Коган и В. И. Новожилов
ГИДРОУДАРНИК
Заявлено 23 июня .961 г. за Ne 736686/22 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Опубликовано в «Бк>ллетене изобретений» ЛЪ 6 за l962 г.
Известны гидроударники для бурения скважин.
Однако существующие гпдроударники не дают возможности регулирования характеристики в зависимости or свойств породы. Необходимость же такого регулирования вытекает из стремления эффективного бурения горных пород с различными физико-механическими свойствами. Так для бурения малоабразивных пород и пород средней крепости режим бурения должен обеспечивать максимальную скорость вращения с высокими осевыми нагрузками инструмента. При этом требуется сравнительно небольшая энергия единичного удара.
При проходке крепких или абразивных пород режим бурения должен быть, в основном, ударно-поворотным с минимальной осевой нагрузкой и малой скоростью вращения, а энергия единичного удара максимально допустимой.
Описываемое изобретение также относится к гидроударникам для бурения скважин и имеет цель — обеспечение регулирования его характеристики. Это достигается тем, что гндроударник выполнен с подпружиненным переходником со штоком, при перемещении которых под действием осевой нагрузки изменяется величина рабочего хода клапана и ударника.
На чертеже представлены примеры выполнения изобретения соответственно для гидроударников прямого (а1 и обратного (б1 действия.
В зависимости от величины осевого давления, передаваемого через колонну бурильных труб и переходник 1, сжимается силовая пружина 2, размещенная в корпусе 8. При этом шестигранный шток 4 вместе с клапаном 5 и поршнем-ударник м б перемещается вниз до тех пор, пока осевое давление не уравновесится пружиной 2 или пока перемещение штока вниз не будет ограничено упором 7.
При перемещении штока 4 вниз, ограничивается ход клапана 5 и поршня-ударника б, одновременно увеличивается затяжка пружины 8 клапана и пружины 9 ударника. Вследствие этого при прокачпвании № 145188 через гидроударник одного и того же количества жидкости, время разгона поршня-ударника б, а значит его скорость и кинематическая энергия, передаваемая наковальне 10. также уменьшаются. Время обратного хода поршня-ударника б тем меньше, чем меньше величина обратного хода и чем больше предварительная затяжка пружины 9, Таким образом, при верхнем положении шестигранного штока 4 энергия единичного удара наибольшая, а частота ударов — наименьшая. При нижнем положении штока 4 единичная энергия удара уменьшается, что компенсируется увеличением частоты ударов, вследствие чего мощность гидроударника остается постоянной. Верхнее положение штока 4 соответствует минимальной осевой нагрузке на инструмент, а нижнее — максимальной нагрузке.
Регулирование гидроударника обратного действия (а) осуществляется аналогично вышеописанному, при этом роль переходника выполняет подпружиненная наковальня 11, Корпус 12 опирается на верхний конец силовой пружины 18. Под действием осевого давления пружина 18 сжимается, вследствие чего наковальня 11 вместе с ударником 14 и клапаном 15, перемещаясь относительно корпуса 12 вверх, сжимает пружины lб, 17. Чем больше осевая нагрузка на инструмент, тем больше перемещение наковальни ll, ударника 14 и клапана 15.
Совместный ход ударника и клапана, а значит и энергия единичного удара уменьшаются при увеличении частоты ударов. При увеличении осевой нагрузки наоборот увеличивается энергия единичного удара при уменьшении частоты ударов.
Описываемое изобретение позволяет изменить энергию и частоту ударов гидроударника, обеспечивая полное использование максимальной мощности машины. При этом в зависимости от физико-механических свойств проходимых пород имеется возможность выбора опти" мальных режимов бурения и повышения его эффективности. Кроме того, это уменьшает возможность преждевременного выхода из строя инструмента, имеющего место при несоответствии режима бурения свойствам проходимой породы.
Предлагаемый гидроударник может найти применение в гидроударных машинах для бурения скважин.
Предмет изобретения
Гидроударник для бурения скважин, отл и чаю щи йся тем, что, " целью обеспечения регулирования его характеристики, он выполнеь с подпружиненным переходником со штоком, при перемещении которых под действием осевой нагрузки изменяется величина рабочего хода клапана и ударника.