Отражатель волновой энергии для гидроударника Советский патент 1983 года по МПК E21B4/14 

(Л

с

о

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано.при гидроударном бурении скважины на твердые, жидкие и газообразные поле ные ископаемые. Известен жесткий отражатель, пре ставляющий собой тупиковый отрезок трубы с внутренним каналом, совпадающим по сечению с питательнытрубопроводом l .. Жесткие отражатели повыша ют энер гию и частоту ударов гидроударных б ровых машин, однако большие размеры сложность конструкции, а также увеличение вибраций бурильной колонны снижают jtx:положительные качества и препятствует широкому применению. Указанные недостатки устранены в волновых отражателях, у которых тупиковая отражательная KatMepa выпо ,нена из эластичного материала. . Известен также отражатель волнов энергии цля гидроударника, содержа 1ЦИЙ корпус, отражающий элемент и ка налы для прохода промывочной жидкости 2 .. Тупиковая отражательная камера известного устройства выполнена в виде эластичной манжеты, полностью перекрывающей канал прохода жидкост к гидроударнику. При подаче промывочной жидкости необходимо развивать дополнительное давление для сжатия манжеты и открытия прохода жидкости к гидроудар нику. Следовательно, в этом случае отражатета гидравлических волн выступает как дополнительное гидрав |лическое сопротивление. При работе гидроудраника волны подходят к тупи (крвой полости отражателя, при этом нижний торец манжеты прижимается к поверхности корпуса, препятствуя .рассеиванию волн тем Самым снрва создавая .условия.для повышения давления {гидроудар) . Кроме того, максимальное отражение будет при условии, что граница раздела сред находится строго перпе дикулярно фронту распространения волны.. Целью изобретения является увели чение коэффициента отражения волновой энергии и снижение гидравлических сопротивлений. Це.ль достигается тем, что в отра жателе волновой энергии для гидроударника , содержащем корпус, отража ющий элемент и каналы для прохода промывочной жидкости, отражающий эл: мент выполнен в виде полого цилиндр с многозахОдными винтовыми вь1ступами на боковой поверхности и Образуе с корпусом многозахрдные винтопые каналы для прохода промывочной жидкости . На фиг,1 изображен отражатель волновой энергии для гидроударника,, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху. Отражатель волновой энергии состоит из переходника 1 с каналами 2 , для прохода промывочной жидкости, корпуса 3, отражающего элемента в виде полого цилиндра 4 с многозаход-. ными винтовыми вытсупам.и 5 на боковой поверхности, образующего с корпусом многозаходные винтовые каналы б для прохода промывочной жидкости. Отражатель волновой энергии работает следующим образом. Промывочная жидкость, протекая по каналам 2 переходника 1, по каналам 6, образованным многозаходными винтовыми выступами 5 и корпусом 3, достигает гидроударника (не показан), который начинает работать. Образующиеся при этом волны распро- . страняются вверх по промывочной жидкостиj достигают плоского тррца цилиндра 4, отражаются от него, возвращаются к гидроударнику в момент фазы рабочего хода и тем .самым увеличивают энергию и частоту удара бойка гидроударника. При падении плоской волны на границу раздела сред она отражается и частично проходит в другую среду,, воздействуя на цилиндр, представляющий упругую камеру с определенным объемом (полый или полость заполнена упругим материалом);. Дополнительное давление, появляющееся врезультате воздействия волны сжатия, обра зующейся при гидроударе, заставляет цилиндр уменьшить свой объем в меньшую сторону, что приводит к уменьшению количества жидкости, поступающей к гидроударнику. Давление, образованное волной разрежения, {увеличивает объем камеры до величины, больше первоначального объема (при неработающем гидроуда нике), а значит, расход жидкости, поступающей к гидрр-; ударнику, увеличивается, что повышает КПД гидроудраника без увеличе1« ния затрат гидравлической.энергии. При прохождении промывочной . жидкости по многозаходным винтовым каналам скорость потока увеличивается без возникновения дополнительных . гидравлических сопротивлений, сни- жащих эффективность работы, что позволяет значительно увеличить эффективность бурения скважин при применении гидррудч1рных буровых машин. . Для предохранения колонны бурильных труб от вибрации, вызванной волнами напряжения, корпус отражателя следует выполнять из виброгасящего материала. . По типу применяемого материала возможны несколько вариантов волнового отражателя; а, именно: отражающий элемент может быть выполнен из металла, из эластичного материала или комбинированным (полый цилиндр, из металла, а многозаходные винтовые вытсупы И: торец из эластичного материала).. Изготовление отражающего элемейт из металла позволяет значительно повысить ресурс его работы, однако такое исполнение требует расчета . толщины стенок цилиндра, исходя из конкретных условий бурения. Изготовление отражающего элемента из эластичного материала позво-ляет сократить расход металла. Кром того, такая конструкция может рабо-,. тать даже при незначительных величинах энергии отражённрй волн,ы. Комбинированный отражающий, элемент является универсальным, так как совмещает в себе пoлojки1 eльныe стороны первого и вюрого вариантов. Кроме того, по мере выхода из строя из-за абразивного износа многозаходных винтовых выступов они легко могут быть реставрированы.. . Применение предлагаемой конструкции отражателя волновой энергии позволяет повысить коэффициент полезного действия гияроударников до 35%, ,увеличить глубину применения гидроударников и снизить поломки труб.

ОТРАЖАТЕЛЬ ВОЛНОВОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ГИДРОУДАРНИКА, содержащий корпус, отражающий элемент и кансшы для прохода промывочной жидкости, о т л и чаю. щийся тем, что, с целью увеличения коэффициента отр€1жения волновой энергии и снижения гидравлических сопротивлений, отражающий элемент выполнен в виде полого цилиндра с многозаходн у|и винтовыми высту- . пами на боковой поверхности и образует с корпусе многоэахрдные- винт.овые каналы для прохода промывочной . жидкости. .,