Погружной пневматический ударный механизм для бурения скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к погружно му пневматическому ударному механизму, для бурения скважин с встроен ным пневматическим вибратором. Известен погружной буровой снаряд, породоразрушающая коронка кото рого оснащена пневматическим шариковым вибратором, представляющим собой замкнутую кольцевую полость в корпусе коронки с расположённым внутри нее шариком, при этом полость вибратора соединена с магистралью подвода сжатого воздуха и с атмосферой 1 . Работа указанного бурового снаряда оказьтается достаточно эффективной при разрушении сравнительно слабых пород. Производительность сна ряда при работе в креЪких породах резко снижается. Для повышения эффекэивности разрушения крепких пород предлагалось встраивать пневматический шариковый вибратор в пневматический ударный механизм. Наиболее близким к предлагаемому изЬбретению является погружной пневматический ударный механизм для бурения скважин j включающий аксиально подвижный в цилиндре ударный поршень S разделякщий его пространство на камеры прямого и обратного хода, сочлененную с цилиндром буксу, в ко торой установлен хвостовик буровой коронки, воспринимающий удары поршн и пневматический шариковь1й вибратор в виде замкнутой кольцевой полости и расположенного в ней шарика для сообщения колебания коронке при сво ем движении в полости известн(м механизме шариковый в9йЕбратор расположен между цилиндром и коронкой на ее хвостовике, которы имеет канаяы для подвода воздуха в вибратор, а для удаления из него от работанного воздуха служат каналы в цилиндре, выходя1ще в его торце. каналов в цилиндре и хвосто вике буровой коронки усложняет конструкцшо механизма, технологию его изготовления и требует применения специальной коронки с каналами в хвостовике. Кроме того, эффективнос вибратора мала из-за того, что цент ральный каная хвостовика коронки является {фодувочным и давление воз духа в нем небольшое, в результате чего шарик делает малоеколичество оборотов. 02 Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления пневматического ударного механизма. Эта цель достигается тем, что в погружном пневматическом ударном механизме для бурения скважин, включающем аксиально подвижный в цилиндре ударныйпоршень, разделяющий его пространство на камеры прямого и обратного хода, сочлененную с цилиндром буксу, в которой установлен хвостовик буровой коронки, воспринимающий ударй поршня, и пневматический шариковый вибратор в виде замкнутой кольцевой полости и расположенного в ней шарика для сообщения колебания коронке при своем движении в полости, вибратор размещен в буксе в месте сочленения ее частей, примыкая к торцу хвостовика коронки, и его кольцевая полость соединена с камерой обратного хода цилиндра. На фиг. 1 показана часть ударно- го механизма со стороны переднего торца буксы, продольное сечение j на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Погружной ударный механизм (фиг. 1) содержит цилиндр 1 и соединенный с ним переходник 2 буксы 3. Переходник 2 соединен с основанием буксы 3, в котором установлена хвостовиком 4 буровая коронка (не показана). Внутри цилиндра 1 совершает возвратно-поступательное движение ударный поршень 5. Хвостовик 4 коронки закреплен в основании буксы 3 с помощью шаров 6 и 7, расположенных в продольных каналах 8 и 9, причем шары 6 закреплены от вьшадания стопорным кольцом 10. В поршне 5 хвостовика 4 коронки выполнены цент ральные каналы 11 и 12. Между переходником 2 и основанием буксы 3 установлен шариковьй вибратор, который содержит шарик 13, кольцо 14 и обойму 15. В обойме 15 выполнены каналы (щель) 16 для выпуска знергоносителя и наклонные отверстия 17 (фиг. 2) в кольце 14 для впуска его в кольцевзто полость 18 вибратора, образованную внутренней поверхностью указанных кольца 14 и обоймы 15. В переходнике 2 вьшолнены продольные каналы 19 и 20 и кольцевые полости 21 и 22, соединенные с камерой 23 холостого хода, Работа ударного механизма осуществляется следующим образом.

1

Перед запуском зтоарного механизма хвостовик 4 буровой коронки устанавливается в основание буксы 3 и за счет шаров 6 и 7 закрепляется в ней от проворота и вьшадания. Механизм закрепляют на буровой машине и коронкой упирают в породу,, затем подают сжатый воздух, который заполняя камеру (не показана) прямого хода, заставляет поршень 5 двигаться вниз и наносить удары по торцу хвостовика 4 буровой коронки. После нанесения удара поршень 5 возвращается в исходное положение под действием сжатого воздуха, кото рый заполняет камеру 23 обратного хода. Одновременно сжатый воздух через каналы 19 и 20 и наклонные отверстия 17 попадает в полость 18 вибратора, заставляя шарик 13 двигаться по ней с большим числом оборотов и создавать вибрацию основания буксы 3. В конце холостого хода поршень 5 открывает кольцевую полость 21 так, что при прямом ходе осуществляется продувка забоя сква204

жины воздухом, удаляемым из .камеры 23 через канал 12 коронки. При этом на протяжении всего дакла из внутренней полости 18 вибратора воздух удаляется также на продувку скважины через каналы 16 и 12. При рабочем ходе поршня 5 воздух в полость 21 попадает с меньшим давлением изза того, что полость 23 сообщается с каналом 12 хвостовика 4.

При выполнении предлагаемого технического решения упрощается конструкция механизма, поскольку вибратор установлен в буксе в зове разъема с дипиндром, а впуск и выпуск воздуха из вибратора осуществлен через систему каналов, выполненных в буксе. Кроме того, не требуется спещ1аяьв(А конструкции коровок что делает механизм удобным в процессе эксплуатащш. При этом достигается макстальнов использование вябращйотюх нагрузок в процессе бурения, что ифмводнт к улучшению условий разрувенкя породы и повышению проиэводит«яьяости механизма.

ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МБХАНИаЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающий аксиально подвижный в цилиндре ударный поршень, разделяю ций .его пространство на камеры прямого и обратного хода, сочлененную с цилиндром буксу, в которой установлен хвостовик буровой коронки, воспринимающий удары поршня,и пневматический шариковый вибратор в виде замкнутой кольцевой полости и расположенного в ней шарика для сообщения колебания коронке при своем движении в полости, о т л.и ч а ющ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии его изготовления, вибратор размещен в буксе в месте сочленения ее частей прюшкая к торцу хвостовика коронки, и его кольцевая полость соединена с камерой обратного хода цилиндра.