Погружной пневмоударник для бурения скважин

Погружной пневмоударник для бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕ ТЕЛЬ СТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.12.79 (21) 2855277/22-03 (51) М. Кл.з с присоединением заявки №вЂ”

Е 21 С 3/24

Гесударственнмй квмлтет (23) Приоритет—

СССР по делан нзобретеннй н вткръ1тнй (53) УДК 622.233. .52-85 (088.8) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень №3

Дата опубликования описания 23.01.82 (72) Авторы изобретения

Г. И. Антонов и В. Г. Аксенов (1

Туркменский научно-исследовательский геолого институт Управления геслогии Туркменск (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК

ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение касается погружного пневмоударника для бурения скважин и может быть использовано при бурении глубоких скважин.

Известен погружной пневмоударник, включающии цилиндр с аксиально-подвижным в нем ударным поршнем, взаимодействующим с буровой коронкой, при этом подача воздуха осуществляется через клапан, а его распределение — с помощью устройства в виде центрально расположенного трубчатого штока и золотника с упругими элементами. Цилиндр в средней части имеет выхлопные окна, а нижняя его часть перекрывается хвостовиком буровой коронки (1).

В связи с тем, что в этом пневмоударнике выхлопные окна расположены в средней части цилиндра, то для подачи воздуха от выхлопных окон к буровой коронке для ее охлаждения и очистки забоя скважины необходимы каналы. Они могут быть выполнены в стенках корпуса, которые в этом случае делаются утолщенными, либо образованы с помощью кожуха, устанавливаемого снаружи цилиндра.

В результате это приводит к уменьшению рабочей площади ударного поршня и, как следствие, к снижению мощности пневмоударника.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является погружной

5 пневмоударник для бурения скважин, содержащий корпус, разделенный попереч-ной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, где верхняя соединена с подводящей воздух магистралью, ударный поршень с центральным и радиальными каналами, расположенный в нижней камере аксиально подвижно с возможностью взаимодействия с буровой коронкой, размещенный в верхней камере цилиндр, несущий поршень со штоком, проходящим через перегородку

ts и сочлененным с ударным поршнем, канал, сообщающий подпоршневые полости цилиндра и нижней камеры, и два воздухораспределительных устройства, одно из которых установлено в верхней, а другое — в нижней камере (2).

В процессе работы известного пневмоударника из-за принятой конструкции воздухораспределительных устройств среднее индикаторное давление воздуха при холостом и рабочем ходах будет ниже давления

899896

$ я

1s ю

25 зо и

io

ss

Формула изобретения з воздуха в подводящей магистрали. Кроме того, в начале рабочего хода ударного поршня в камере холостого хода отсекается часть воздуха, который создает дополнительное сопротивление перемещению ударного поршня вниз. В связи с этим ударная мощность известного пневмоударника снижается.

Цель изобретения — повышение ударной мощности пневмоударника.

Эта цель достигается тем, что верхнее воздухораспределительное устройство выполнено в виде клапана с рабочей боковой поверхностью в перегородке корпуса и поршневого кольца внутри цилиндра, подвижных относительно проходящего через них штока, а нижнее воздухораспределительное устройство — в виде золотниковой втулки, установленной на входе центрального канала ударного поршня и служащей для управления подачей воздуха в него из надпоршневой полости нижней камеры.

На фиг. 1 показан общий вид пневмоударника в положении, соответствующем концу рабочего хода, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, в положении, соответствующем концу холостого хода.

Пневмоударник имеет корпус 1 (фиг. и 2), разделенный внутри поперечной перегородкой 2 на верхнюю 3 и нижнюю 4 камеры, где верхняя камера 3 ограничена переходником 5 с отверстием 6 для поступления сжатого воздуха из подводящей магистрали (не показана), а нижняя камера 4 — хвостовиком 7 буровой коронки (не показана) и шайбой 8, в которой выполнены выхлопные каналы 9.

В верхней камере 3 расположен цилиндр 10, несущий поршень 11 со штоком 12, имеющим осевой канал 13 и соединенным с ударным поршнем 14, находящимся в нижней камере 4. Шток 12 пропущен через отверстие 15 перегородки 2, . клапан 16 и поршневое кольцо 17 сопрягаемое своей боковой поверхностью с боковой стенкой цилиндра 10. Клапан 16 своей рабочей боковой поверхностью сопрягается с отверстием 15 в перегородке 2, служащим гнездом для него. Клапан 16 и кольцо 17 имеют возможность осевого перемещения относительно штока 12.

Ударный поршень 14 снабжен центральным !8 и радиальными 19 каналами для прохода воздуха, при этом на- входе центрального канала 18 -установлена золотниковая втулка 20, которая управляет подачей воздуха из подпоршневой полости 21 нижней камеры 4 в канал 18. Через осевой канал 13 штока 12 надпоршневая полость 21 может сообщаться с надпоршневой полостью 22 цилиндра 10. Его подпоршневое пространство сообщается с верхней камерой 3 радиальными отверстиями 23.

Для взаимодействия клапана 16 при осевом перемещении штока 12 служит его упор 24, расположенный ближе к ударному поршню 14.

Перед началом работы поршни 11 и 14, клапан 16 и золотниковая втулка 20 находятся в нижнем положении, как показано на фиг. 1. При этом надпоршневые полости 21 и 22 камер 3 и 4 сообщаются с атмосферой посредством центрального кана.ла 18 и каналов 9. Отверстие 15 в перегородке 2 перекрыто клапаном 16.

При подаче сжатого воздуха в верхнюю камеру 3 он через радиальные отверстия 23 поступает под поршень Il, перемещая его и поршень 14 вверх. В конце хода поршня 11 его шток 12 своим упором 24 переместит клапан 16 вверх. В результате давления воздуха на клапан 16 происходит торможение поршней ll и 14. В процессе торможения золотниковая втулка 20 перемещается вверх и разобщает канал 18 от надпоршневой полости 21 нижней камеры 4.

После того, как клапан 16 откроет отверстие 15, происходит окончательное торможение и остановка поршня 11 и клапана 16 воздухом, поступающим в надпоршневую полость 21 нижней камеры 4 через отверстие 15. Тогда под действием давления воздуха на ударный поршень 14 он и поршень 11 со штоком 12 перемещаются вниз. Клапан 16 остается в своем верхнем положении, удерживаемый поршневым кольцом 16. Происходит рабочий ход. В конце рабочего хода поршень 11 перемещает вниз клапан 16, который перекрывает отверстие 15, и ударный поршень 14 наносит удар по хвостовику 7 буровой коронки.

В процессе удара золотниковая втулка 20 перемещается вниз и открывает канал 18 для сброса отработанного воздуха через каналы !9 и 9 на забой буримой скважины.

В надпоршневых полостях 22 и 21 давление воздуха резко падает. Поршни 11 и 14 начинают перемещаться вверх и цикл далее повторяется.

Соединение полостей 21 и 22 каналом

13 штока 12 обеспечивает при рабочем ходе равенство давлений воздуха в них. Поэтому в процессе рабочего хода не создается усилий, направленных вверх против движения ударного поршня 14. Кроме того, наличие канала 13 включает в рабочую площадь ударного поршня 14 площадь сечения штока 12, что дает возможность увеличить рабочую площадь ударного поршня 14 до максимального значения и повысить ударную мощность пневмоударника.

Погружной пневмоударник для бурения скважин, содержащий корпус, разделенный

899896

1О

ФиаР

Составитель В. Левин

Редактор В. Лазаренко Техред А. Бойкас Корректор В. Ьутяга

Заказ 12124 47 Тираж 623 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поперечной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, где верхняя соединена с подводящей воздух магистралью, ударный поршень с центральным и радиальными каналами, расположенный в нижней камере аксиально подвижно с возможностью взаимодействия с буровой коронкой, размещенный в верхней камере цилиндр, несущий поршень со штоком, проходящим через перегородку и сочлененным с ударным поршнем, канал, сообщающий надпоршневые полости цилиндра и нижней камеры, и два воздухораспределительных устройства, одно из которых установлено в верхней, а другое — в нижней камере, отличающийся тем, что, с целью повышения его ударной мощности, верхнее воздухораспределительное устройство выполнено в виде клапана с рабочей боковой поверхностью в перегородке корпуса и поршневого кольца внутри цилиндра, подвижных относительно проходящего через них штока, а нижнее воздухораспределительное

5 устройство — в виде золотниковой втулки, установленной на входе центрального канала ударного поршня и служащей для управления подачей воздуха в него из надпоршневой полости нижней камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 242805, кл. Е 21 В 1/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 300601, кл. Е 21 В 1/06, 1970.