ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к погружным пневматическим машинам ударного действия, используемым, например, при бурении скважин большого диаметра.

Известны пневмоударники с буровыми коронками, включающие корпус с камерами прямого и обратного ходов, полый поршень-ударник и центральную воздухораспределительную трубку, а на противоположных торцах корпуса закреплены переходник и букса с коронкой (см. А.С. СССР 335359 кл. Е 21 С 3/24, 1972, А.С. СССР 284930 кл. Е 21 С 3/24, 1970).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является погружной пневмоударник с буровой коронкой, включающий корпус с камерами прямого и обратного ходов, полый поршень-ударник и центральную воздухораспределительную трубку, а на противоположных торцах корпуса закреплены переходник и букса с коронкой, продольные проточки хвостовика которой соединены с атмосферой, с одной стороны, через зазоры между коронкой и буксой и, с другой стороны, через центральный канал продувки коронки (см. А.С. СССР 289198, кл. Е 21 С 3/24, 1970).

Указанные выше известные технические решения имеют общие недостатки. При бурении известными устройствами скважин большого диаметра, когда диаметр коронки значительно больше диаметра хвостовика коронки, при небольшом перекосе возникают большие изгибающие моменты.

В этих условиях, когда нет принудительной смазки контактных поверхностей пары хвостовик коронки и букса, возникает заклинивание хвостовика коронки в буксе. На преодоление этого заклинивания расходуется часть энергии удара поршня-ударника.

Разовая смазка указанных трущихся поверхностей не приводила к долговременному успеху, т.к. в агрессивной водной среде смазка быстро вымывалась. Кроме того, при рабочем ходе выхлоп сжатого воздуха из камеры обратного хода производится только через продувочные каналы коронки. При бурении эти каналы перекрываются буровым шламом, что создает препятствие свободному выхлопу и, следовательно, снижает энергию удара поршня-ударника.

Изобретение решает задачу повышения энергии удара и долговечности путем снижения давления в камере обратного хода при рабочем ходе поршня-ударника принудительной смазкой контактных поверхностей пары хвостовик коронки и букса сжатым воздухом высокого давления с масляными аэрозолями при обратном ходе поршня-ударника.

Для достижения поставленной цели заявленное изобретение - пневматическое буровое устройство содержит следующие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной задачи.

Изобретение содержит корпус с камерами прямого и обратного ходов, полый поршень-ударник и центральную воздухораспределительную трубку, а на противоположных торцах корпуса закреплены переходник и букса с коронкой, продольные проточки хвостовика которой соединены с атмосферой.

По отношению к наиболее близкому аналогу у заявляемого имеются следующие отличительные признаки. Для усиления стравливания сжатого воздуха с масляными аэрозолями из камеры обратного хода с одновременным интенсивным смазыванием контактных поверхностей пары хвостовик коронки - букса в буксе выполнены сквозные отверстия, соединяющие камеру обратного хода с продольными проточками хвостовика коронки для разделения потока сжатого воздуха с масляными аэрозолями на два, один из которых через зазоры контактных поверхностей пары хвостовик коронки - букса непосредственно направлен в атмосферу, а другой также направлен в атмосферу, но через зазоры контактных поверхностей пары хвостовик коронки - букса и продувочные отверстия коронки.

Такая совокупность признаков повышает энергию удара и долговечность. Достигается это следующим образом.

При рабочем ходе поршня-ударника выхлоп сжатого воздуха из камеры обратного хода производится не только через продувочные каналы коронки, но и через сквозные отверстия, соединяющие камеру обратного хода с продольными проточками хвостовика коронки, связанными с атмосферой. Такой дополнительный канал выхлопа из камеры обратного хода снижает давление в этой камере и повышает энергию удара поршня-ударника.

При обратном ходе поршня-ударника, когда давление в камере обратного хода повышается до рабочего, происходит усиленное стравливание сжатого воздуха с масляными аэрозолями через сквозные отверстия, соединяющие камеру обратного хода с продольными проточками хвостовика коронки. Одновременно интенсивно смазываются маслом контактные поверхности пары хвостовик коронки и букса. Такое постоянное смазывание трущихся поверхностей снижает силы трения и повышает энергию удара поршня-ударника.

Кроме того, повышается долговечность трущихся поверхностей, смазанных маслом.

По имеющимся сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат совокупности признаков, которые отличают от близкого аналога заявленное изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкции пневматических буровых устройств. При этом повышается энергия удара и долговечность. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию'"промышленная применяемость".

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство содержит корпус 1 с камерами прямого 2 и обратного 3 ходов, полый поршень-ударник 4 и центральную воздухораспределительную трубку 5, а на противоположных торцах корпуса 1 закреплены переходник 6 и букса 7 с коронкой 8, продольные проточки 9 хвостовика которой соединены с атмосферой. В буксе 7 выполнены сквозные отверстия 10, соединяющие камеру 3 обратного хода с продольными проточками 9 хвостовика коронки 8.

Работает устройство следующим образом. Сжатый воздух проходит через центральное отверстие 11 переходника 6, трубку 5, отверстия 12 и 13 и поступает в камеру 3 обратного хода. Далее через сквозные отверстия 10 сжатый воздух с масляными аэрозолями поступает к продольным проточкам 9, где разделяется на два потока.

Один проходит через зазоры контактных поверхностей 14 (хвостовик коронки - букса) в атмосферу, а другой через зазоры контактных поверхностей 15 (хвостовик коронки - букса) и зазоры 16 между хвостовиком коронки и поршнем 4 проходит в продувочные отверстия 17 коронки 8 и атмосферу. При этом масляными аэрозолями сжатого воздуха происходит смазывание контактных поверхностей 14 и 15. Одновременно поршень-ударник 4 поднимается в верхнее положение (на чертеже не показано), отверстия 13 перекрываются, а отверстия 12 трубки 5 соединятся с отверстием 18 поршня-ударника 4. При этом сжатый воздух из трубки 5 поступает в камеру 2 прямого хода. Поршень-ударник 4, совершая рабочий ход, опускается вниз до удара о коронку 8, которая, свободно скользя по поверхностям 14 и 15, разрушает забой скважины (на чертеже не показан).

При рабочем ходе поршня-ударника 4 воздух из камеры 3 выходит двумя потоками: через продувочные отверстия 17 в атмосферу и через сквозные отверстия 10, продольные проточки 9, зазоры контактных поверхностей 14 в атмосферу. Далее цикл повторяется.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к погружным пневматическим машинам ударного действия, используемым, например, при бурении скважин большого диаметра. Устройство включает корпус с камерами прямого и обратного ходов, полый поршень-ударник, центральную воздухораспределительную трубку, переходник и буксу с коронкой. В буксе выполнены сквозные отверстия, соединяющие камеру обратного хода с продольными проточками хвостовика коронки для разделения потока сжатого воздуха с масляными аэрозолями на два. Один через зазоры контактных поверхностей пары хвостовик коронки - букса непосредственно направлен в атмосферу, а другой также направлен в атмосферу, но через зазоры контактных поверхностей пары хвостовик коронки - букса и продувочные отверстия коронки. Изобретение обеспечивает повышение энергии удара и долговечности. 1 ил.

Пневматическое буровое устройство, включающее корпус с камерами прямого и обратного ходов, полый поршень-ударник и центральную воздухораспределительную трубку, закрепленные на противоположных торцах корпуса переходник и буксу с коронкой, имеющей продувочные каналы, продольные проточки хвостовика которой соединены с атмосферой, отличающееся тем, что для усиления стравливания сжатого воздуха с масляными аэрозолями из камеры обратного хода с одновременным интенсивным смазыванием контактных поверхностей пары хвостовик коронки-букса, в буксе выполнены сквозные отверстия, соединяющие камеру обратного хода с продольными проточками хвостовика коронки для разделения потока сжатого воздуха с масляными аэрозолями на два, один из которых через зазоры контактных поверхностей пары хвостовик коронки-букса непосредственно направлен в атмосферу, а другой также направлен в атмосферу, но через зазоры контактных поверхностей пары хвостовик коронки-букса и продувочные отверстия коронки.