Гидроударник прямого действия Советский патент 1983 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к технике бурения, а именно к устройствам для гидроударного бурения.

По основному авт. св. № 649813 известен гидроударник прямого действия, содержащий корпус, поршень-боек и подпруженный на втулке клапан, который выполнен с осевым и радиальными каналами 1.

В этом гидроударнике поток промывочной жидкости выходит в клапане через радиальные каналы ниже втулки. При этом диаметр штока клапана не превышает диаметр поршневой части поршня-бойка. Начальная скорость разгона пары клапан - поршень-боек определяется площадью штока клапана, так как на него воздействует перепад давления после перекрытия радиальных каналов в нем втулкой. Поэтому недостатком известного гидроударника является низкая скорость разгона поршня-бойка.

Целью изобретения является повышение эффективности работы гидроударника путем увеличения разгона поршня-бойка.

Эта цель достигается тем, что в гидроударнике прямого действия, содержаш ем корпус, поршень-боек и подпружиненный на втулке клапан, который выполнен с осевым и радиальными каналами, клапан выполней с поршневым выступом, образующим с корпусом поршневую пару и имеюш,им диаметр, превышающий диаметр поршневой части поршня-бойка, причем осевой и радиальные каналы клапана размеПАены в его поршневом выступе.

На фи1. 1 и 2 изображены верияя и нижаяя части гидроударника, продольный раз- . реч.

идроударник содержит корпус 1, клапан 2, с осевым каналом 3 и радиальными каналами 4, выполненными в поршне1ЮМ EibicTyne 5, образующим с корпусом 1 11О)111невую riai)y, клапан 2 через пружину Г) подвижно связан с втулкой 7. Втулка 7 имеет окна 8 и установлена на торце ии; лиилра 9. riupiueHb-боек 10 и 11 подвижно через пружину 12 связан с шлицевым штоком 13, в котором запрессована наковальня 14,

Диамегр поршневого высту 1а 5 клапана превышав г диаметр поршневой частипорн1ня-бойка 11, но не менее чем

в 1,2 раза.

Устройство работает, по схеме гидроударника прямого действия.

При постановке бурового снаряда н забой шлицевой щток 14 входит внутрь корпуса 1, толкая пружиной. 12 поршень-боек 10 вверх до соприкосновения верхнего торца поршня 11 с клапаном 2.

При последующем переподъемё клапана 2 вместе с порш;нем-бойк5м 10 вверх наступает положение, при котором боковые окна 4 клапана 2 перекрыты корпусом 1. Последующее движение вверх невозможно в связи с тем, что в камере между цилиндром 9 и нижним торцом цорщневого выступа 5 клапана 2 и этом случае наступает разрыв жидкости (вакуум), так как диаметр поршневой части меньше диаметра поршневого йыступа 5 клапана 2. Давление жидкости выше клапана 2 воздействует после перекрытия каналов 4 в нем на большую площадь, чем площадь поршня, что способствует более резкой остановке пары клапан 2 - поршень-боек. Кроме того, благодаря увеличению силы воздействия на пару клапан 2.- поршень-боек,эта пара быстрее приходит через нулевую точку и приобретает большую скорость движения вниз. В прследующем после открытия окон 4 в поршневом выступе 5 клапана 2, площадь, на которую воздействует давление жидкости, уменьшается до площади поршня 11, чТо также способствует увеличению скорости разгона.

После остановки клапана 2 на торце цилиндра 9, боек по инерции долетает до наковальни 12, нанося по ней удар, и цикл повторяется.

Таким образом, в гидроударнике осуществлен более ргзкий переход от движения вверх к движению вниз с большей скоростью.

Увеличение скорости разгона соразмерно увеличению энергии и частоты ударов. Эффект от увеличения диаметра выступа клапана по сравнению с диаметром поршне- . вой части поршня-бойк проявляется при их соотношении, не меньшем, чем 1,2 раза. Рост ударной мощности гидроударника линейно влияет на рост механической скорости бурения, увеличение углубки за рейс и снижение износа породоразрушающего инструмента, т.е. обеспечивает повышение, эффективности бурения.

ГИДРОУДАРНИК ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ по авт. св. № 649813,огличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем увеличения скорости разгона поршня-бойка, клапан выполнен с поршневым выступом, образующим с корпусом поршневую пару и имеющим диаметр, превышающий диаметр поршневой части пбршня-бойка, причем осевой и радиальные каналы клапана выполнены в его порщне вом выступе. SS (Л с: о о:) со 05 00 4