Погружной пневмоударник Советский патент 1984 года по МПК E21B4/14 

111

Изобретение относится к горной промьшшенности, в частности к устройствам ударного действия, используемым для бурения скважин.

Известен пневмоударник, включающий корпус, ударник и распределительное приспособление в виде подпружиненного золотника для регулировки энергии удара в зависимости от усилия прижатия инструмента к породе И .

Недостатком пневмоударника является то, что регулировка энергии удара осуществляется за счет дросселирования потока энергоносителя толь ,ко в рабочие камеры к функционально не обеспеч1 вает перераспределение энергии для вспомагательных нужд бурения .

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является погружной пневмоудадник, включающий корпус с ударником,образующим с корпусом камеры рабочего и холостого ходов,- распределительное приспособление в виде стакана, между которым и корпусом образована полость, а хвостовая часть ударника размещена во внутренней полости ста.кана, .присоединительную муфту, образующзто полость с крьшкой стакана,и рабочий инструмент 2J ,

Недостатком погружного пневмоударника является то, что изменение его параметров может быть- осуществлено только за счет изменения сетевого давления энергоносителя, что приводит к увеличению его расхода при изменении крепости пород вследствие практической трудности оперативного варьирования параметров потока энергоносителя в зависимости от осевой нагрузки на буровой став.

Цель изобретения г повьшение зффективности разрушения пород различной крепости за счет варьирования энергии удара при изменении осевого усилия на буровом ставе.

Эта цель достигается тем, что в погрзпкном пневмоударнике, включающем корпус с ударником, образующим с корпусом камеры рабочего и холостого ходов , распределительное приспособление в виде стакана, которым и корпусом образована полость, а хвостовая часть ударника размещена Во внутренней полости стакана, присое72 динительную муфту, образующую полость с крышкой стакана, и рабочий инструмент, пневмоударник снабжен дополнительным распределительным приспособлением в виде подпружиненного золотника и кинематически связанных с ним рычагов, которые размещены в полости :между муфтой и крышкой стакана, золотник размещен в крышке стакана, а в золотнике и крьш1ке стакана выполнены соответственно выборки и выточки, причем одна из выточек сообщена с полостью между стаканом и корпусом, а другая - с внутренней полостью стакана.

На чертеже показан погружной пневмоударник, продольный разрез, i Погружной пневмоударник содержит корпус 1, в передней части которого размещена букса 2 с присоединенным к ней инструментом 3 с трубкой 4, ударник 5, имеющий хвостовую распределительную часть 6 и выхлопной канал 7, а также каналы 8 и 9,Внутренняя полость корпуса 1 разделена ударником 5 на камеру рабочего хода 10 и камеру холостого хода 11,Хвостовую распределительную часть 6 ударника 5 охватывает распределительное приспособление в виде стакана 12, имеющего внутренюю полость 13, сообщенную каналом 9 ударника 5 с камерой рабочего хода 10 и образующий между стенкой корпуса 1 полость 14, а также имеющий канал 15 и выгочку 16, В задней части корпуса 1 образована распределительная камера 17, в стенке которой выполнена выточка 18, соединенная каналом 19 с полостью 14, а также выточка 20, соединенная каналом 21 с полостью 13. Внутри распределительной камеры 17 расположен золотник 22 с выборками 23 и 24,Золотник 22 опирается на пружину 25, В задней части корпуса 1 установлена присоединительная муфта 26, охватьшающая хвостовик 27 с каналами 28. Рычаги 29 размещены в полости 30 между муфтой 26 и крышкой 31 стакана 12, Рычаги 29 и подпружиненный золотник 22 образуют дополнительное распределительное приспособление, размещенное в крьшке 31 стакана 12,

Погружной пневмоударник работает следующим образом.

Через став штанг к хвостовику 27 прикладывается осевое усилие, прижимающее механизм к забою, которое.че-

ез систему рычагов 29 передается, на золотник 22, опирающийся на пруину 25. В случае, если переданное на золотник 22 усилие меньше усилия, создаваемого предварительно поджатой 5 пружиной 25, стенка золотника 22 перекрывает выточку 18, а выточка 20 через выборку 24 золотника 22 соединена с распределительной камерой 17. Энергоноситель через став штанг и .10 каналы 28 хвостовика 27 проходит через полость, занятую системой рыча-i гов 29 и попадает через выборки 23 золотника 22 в распределительную камеру 17 и далее через выборку 24; is золотника 22 поступает в проточку 20, из которой по каналам 21 попадает в полость 13 распределительного стакана 12 и через выточку 16 выхоит в выхлопной канал 7 ударника 5 20

поступает на забой скважины, что необходимо для выноса шлама при данном безударном режиме работы.

В случае, когда к хвостовику 27 прикладывается усилие, переданная 25 часть которого системой рычагов 29 на золотник 22 будет больше предварительного поджатия пружины 25, то золотник 22 перемещается, открывая выточку 18 и частично перекрывая про-зо то.чку 24. Тогда энергоноситель через став штанг, каналы 28 хвостовика 27, полость, занятую системой рычагов 29, выборки 23 золотника 22 попадает в распределительную камеру 17,из ,которой через открытую выточку 18 и канал 19 попадает в полость 14, откуда через канал 15 распределительного стакана 12 и канал 8 ударника 5 поступает в камеру холостого хода Q 11. В этот момент камера рабочего хода 10, соединенная каналом 9 ударника 5 с полостью 13, через выточку 16 сообщена с атмосферой. Под действием давления энергоносителя со сто- 45 роны камеры холостого хода 11 ударник 5 совершает холостой ход. При движении ударника 5 канал 8 разобщается с каналом 15, затем трубка 4 выходит из канала 7 ударника 5,откры-5о вая выхлоп из камеры холостого хода 11 на забой скважины, а хвостовая распределительная часть 6 ударника 5-перекрывает выточку 1, изолируя полость 13 от выхлопного канала 7 ег

ударника 5, а канал 9 совмещается с каналом 15 распределительного стакана 12. Из канала 15 через канал 9 энергоноситель попадает уже.в камеру рабочего хода 10 .и полость 13, создавая давление, которое останавливает ударник 5 и переводит его на рабочий ход. При движении ударника 5 канал 9 разобщается с каналом 15, следовательно прекращается подачэнергоносителя в камеру рабочего.хо,да 10 и полость 13,- а трубка 4 входит в канал 7, прекращая выхлоп из камеры холостого хода 11. При дальнейшем движении ударника 5 его хвостовая распределительная часть 6 открывает выточку 16, которая сообщает полость 13 и через канал 9 камеру рабочего хода 10 с выхлопным каналом 7. Происходит выхлоп из камеры рабочего хода. 10 и Полости 13. При дальнейшем движении ударника 5 канал 15 соединяется с каналом 8, через который начинается постугшение энергоносителя в камеру холостого хода 11. В конце рабочего хода ударник 5 наносит удар по инструменту З.Цикл повторяется.

Из распределительной камеры 17.через не полностью прикрытую выточку 20 и каналы 21 энергоноситель, постоянно подпитывает полость 13, ограничивая ход ударника 5 при холостом ходе, что уменьшает энергию единичного удара.

При .дальнейшем увеличении усилия прикладываемого к хвостовику 27,золотник 22 займет крайнее положение, упираясь в дно распределительной камеры 17, полностью перекроет выточку 20 и ликвидирует подпытку полости 13, что приведет : к увеличению энергии единичного удара до максимально возможного.

Все режимы работы погружного пневмоударника сопровождаются необходимым расходом энергоносителя для йыноса шлама с забоя скважины.

При использовании предлагаемого изобретения возможно расширение функциональных возможностей конструкции за счет ее применения при бурении пород с достаточно широким диапазоном варьирования их физико-механических характеристик.

27,

ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК, включакяций корпус с ударником,образунмцим с корпусом камеры рабочего и холостого ходов, распределительное приспособление в.виде стакана, между которым и корпусом образована полость, а хвостовая часть ударника размещена во внутренней полости стакана, присоединительную муфту, образующую полость с крышкой стакана,и рабочий инструмент, отличаю- . щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения пород различной крепости за счет варьирования энергии удара при изменении осевого усилия на буровом ставе, пневмоударник снабжен дополнительным распределительным приспособлением в виде (Подпружиненного золотника и кинематически связанных с ним рычагов, которые размещены в полости между Муфтой и крышкой стакана, золотник размещен в крышке стакана, а в зокп лотнике и крьш1ке стакана выполнены соответственно выборки и выточки, причем одна из выточек сообщена с полостьнз между стаканом и корпусом,; а другая с внутренней полостью стакана.