Гидроударник для генерации попереч-ных ударных импульсов

Гидроударник для генерации попереч-ных ударных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеюз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИДЬСТВУ

Опубликовано 23Р381. Бюллетень N9 11

Дата опубликования описания 23.03. 81

Р м К„э

Е 21 В 4/14

Государственный комитет

СССР во дмвм изобретений и открытий (53) УДК622. 243.92. .05(088.8) производственного объединения "Союзгеотехника (54 ) ГИДРОУДАРНИК ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ПОПЕРЕЧНЫХ

УДАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к технике для бурения геологоразведочных скважин, а именно к гидроударным забойным буровым машинам.

Известен гидравлический вибратор, включающий корпус и шар, причем корпус в нижней части снабжен отверстиями для прохода жидкости, а в верхней части — расширяющимся книзу соплом., В этом вибраторе рабочим элементом является заключенный в корпус шар, совершающий под действием струи промывочной жидкости, проходящей через корпус, колебательные движения в разных направлениях и, в том числе, 15 в горизонтальной плоскости. В крайних положениях своих радиальных перемещений шар наносит удары по внутренней поверхности корпуса (1) .

Недостаток этого вибратора- 20 низкая эффективность — хаотическое перемещение шара с малой энергией боковых ударов, слабовзаимосвязанных с количеством прокачиваемой жидкости.

Известен также снаряд для бурения скважин с отбором керна, включающий корпус, верхний и нижний переходники с проходными отверстиями и боек, подвешенный в корпусе с возможностью углового перемещения относительно оси 30 снаряда и образующйй с корпусом кольцевой диффузор. В этом снаряде эллипсоидной формы боек подвешен в корпусе и перемещается в радиальных направлениях в результате отклоняющего действия проьывочного потока, и наносит периодически поперечные удары по внутренней поверхности корпуса (21.

Недостатками этого снаряда являются низкий КПД и малая величина энергии поперечных ударных импульсов, а также нестабильная работа устройства при различных расходах промывочной жидкости, вследствие того, что изменения режима струи и обусловленные этим перемещения бойка носят незакономерный спородический характер, а увеличение расхода промывочной жидкости не сопровождается повышением забойной мощности снаряда. При значительном повькаении расхода это устройство работать не может, поскольку боек колеблется внутри, струи, почти не касаясь стенок.

Цель изобретения — увеличение энергии ударов бойка и повышение стабильности работы гидроударника при различных расходах промывочной жидкости

815257

Указанная цель достигается тем, что гидроударник снабжен перекидным кт(апаном — распределителем потока, установленным с возможностью периодического перекрытия проходных отверстий одного из переходников и пружиной, установленной на одной вертикальной оси с бойком и клапаном для взаимодействия с ними. При этом пружина может быть размещена между бойком и клапаном, подклапаном или над бойком.

На фиг. 1 показан гидроударник общий вид; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг.1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 — схема движения промывочного потока и действующих на боек сил при его положении вправо от вертикальной оси; на фиг. 5 — то же, при положении бойка влево от оси; на фиг. б — гидроударник с расположением пружин над бойком и под клапаном.

Гидроударник содержит верхний переходник 1 и нижний переходник 2, соединеиные с корпусом 3. В корпусе

3 заключен, боек 4 с пружиной 5. Перекидной клапан-распределитель б клиновой формы примыкает к одному из переходников, в данном случае к нижнему переходнику 2. B нижнем переходнике 2 закреплена насадка 7 с отверстиями 8 для прохода жидкости, перекрываемыми перекидным клапаном 6.

Верхний переходник снабжен насадкой

9 с отверстиями 10. Пружина 5 установлена на одной вертикальной оси с бойком 4 и клапаном б и может быть расположена между бойком 4 и клапаном б (фиг.1), а также над бойком 4 и под клапаном 6 (фиг.б)

Работа гидроударника заключается в следующем.

Установленные один над другим боек 4, перекидной клапан б, благодаря наличию на одной оси с ними сжатой с определенным натягом пружины 5, не могут занимать положение по верти. кальной оси гидроударника, а обязательно отклоняются от нее, например, в правую сторону (фиг. 4). При этом, благодаря клиновой форме клапана б и наличию клиновой прорези в нижней насадке 7, клапан б своей боковой гранью перекрывает одно из двух проходных отверстий 8 этой насадки. В таком положении промывочная жидкость, огибая со всех сторон боек

4, перемещается вниз вдоль левой стенки и, согласно уравнениям гидродинамики, внутреннее давление Р движущегося с высокой скоростью в этой зоне потока, оказывается меньше, чем давление Р вблизи правой стен1. ки, где движение в этот момент практически отсутствует.

Под действием разности этих давлений, и огибающего его потока жидкости боек 4 перемещается влево, преодолевая усилие сжатия пружины 5, После того, как он пересекает вер тикальную ось гидроударника, к гидравлическим силам давления добавляется также усилие сжатой пружины 5 и боек наносит удар по стенке корпуса 3. В заключительной стадии этого полуцикла рабочего процесса изменивая свое положение пружина 5 осуществляет перекидывание клапана б влево (фиг.5). В таком положении он перекрывает левое отверстие 8 насадки 7, после чего цикл повторяется в той же последовательности, но с перемещением бойка слева направо.

С увеличением натяга пружины и 5 расхода промывочной жидкости частота и энергия поперечных ударов гидро- ударника пропорционально возрастают.

Применение гидроударника поперечных импульсов позволит ликвидировать

20 подклинки керна при бурении в интенсивно трещиноватых породах и благодаря этому одновременно повысить как рейсовую скорость бурения, так и качество кернового материала.

Предлагаемый гидроударник может быть эффективно использован при любых расходах проьывочной жидкости, при обеспечении его стабильной работы, причем с возрастанием расхода пропорционально повышается и энергия поперечных ударных импульсов.

Формула изобретения

4S

1. Гидроударник для генерации поперечных ударных импульсов, включающий верхний и нижний переходники с проходными отверстиями для промывочной жидкости и корпус с установленным внутри него бойком, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения энергии ударов бойка и повышения стабильности работы гидроударника при различных расходах промывочной жидкости, гидроударник снабжен перекидным клапаном и распределителем потока, установленным с возможностью периодического перекрытия проходных отверстий одного из переходников и пружиной, установленной иа одной вертикальной оси с бойком и клапаном для взаимодействия с ними.

2. Гидроударник по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что пружина размещена между бойком и клапаном.

3. Гидроударник по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что пружина расположена под клапаном.

4. Гидроударник по п.1, о т л Ич а ю шийся тем, что пружина расположена над бойком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ф 209350, кл. E 21 В 1/06, 1965 °

2. Авторское свидетельство СССР

449143, кл. Е 21 В 25/00, 1973 (прототип).

815257

Составитель Н. Хлебников

Техред Н. Вабурка Корректор Г. Наэ ароза

Редактор О. Черниченко

Эакаэ 1000/53 Тирам 627 Подписное

HHHHIIH Государственного коюытета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ,Филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная,4