Кольцевой пневмоударник для бурения скважин Советский патент 1988 года по МПК E21B4/14 

137

венно проточка (П) 13 и продольные пазы 9. Трубка 3 имеет впускное отверстие А и П. Одна из них СП 6) выполнена снаружи трубки 3 ниже отверстия А, а другая (П 5) - выше него. Внутри трубки 3 установлена кернопри- емная трубка 7 с образованием между их стенками кольцевого воздухоподво- дящего канала 8. В меньшей ступени корпуса 1 выполнены выхлопные отверстия 10. Их длина больше длины меньшей ступени СУ 2. Большие и меньшие

Ступени СУ 2 и корпуса 1 образуют со- ответстненио камеры (К) рабочего 17 и холостого 18 ходов. Сжатый воздух поступает в К 18 и СУ 2 начинает холостой ход назад до открытия отверстий 10. Далее воздух поступает в К 17. При этом СУ 2 останавливается и совершает рабочий ход вперед, ударяя по породоразрушающему инструменту 14. В конце рабочего хода открываются пазы 9 и П 5, сообщая П 13 с К 18. Цикл повторяется. 2 ил.

Изобретение относится к строительству и геологической разведочной технике и повышает производительность бурения путем увеличения ударной мощности. Пневмоударник включает ступенчатый корпус 1, внутри которого установлен ступенчатый ударник (СУ) 2 со сквозным осевым каналом, в который входит воздухораспределительная трубка 3. На внутренних Ш1линдричес- ких поверхностях СУ 2 и большей ступени корпуса 1 выполнены соответст-

Изобретение относится к строительной и геологической разведочной технике и может наиболее эффективно использоваться при геологоразведочных работах в вечнрмерзлых грунтах.

Цель изобретения - повышение производительности бурения путем увеличения ударной мощности.

На фиг.1 показан пневмоударник, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Кольцевой пневмоударник включает ступенчатый корпус 1, кольцевой ударник 2 со сквозным осевым каналом, , воздухораспределительную трубку 3, в стенках которой выполнены впускные отверстия 4, проточка 5 выше отвер-- стия 4 и проточка 6 ниже этого отверстия. Внутри воздухораспределительной трубки 3 жестко установлена керноприемная труба 7, так что между их стенками образуется кольцевой канал 8. На внутренней цилиндрической поверхности большей ступени корпуса 1 выполнены продольные пазы 9, а в стенке его меньшей ступени выполнены выхлопные отверстия 10, длина которых превьш1ает длину нижней ступени ударника 2. На наружной цилиндрической поверхности ударника 2 выполнена проточка И, образующая со стенками корпуса 1 и пазами 9 выхлопную камеру 12 На внутренней цилиндрической поверхности ударника 2 выполнена проточка 13. В нижней части корпуса 1 закреплен с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения породоразрушающий инструмент 14, а

верхняя часть корпуса 1 соединена с наружной трубой 15 двойной бурильной колонны. Внутренняя труба 16 этой колонны соединена с керноприемной

трубой 7. Воздухораспределительная трубка 3, ударник 2 и корпус 1 образуют камеру 17 рабочего хода, а те же детали и породоразрушающий инструмент 13 образуют камеру 18 холостого

хода. Нижняя часть корпуса 1 закрыта кожухом 19, на котором установлен па- кер 20, пpeпятcтвyюш й попаданию сжатого воздуха в пространство между корпусом 1 и стенкой скважины. Сжатый

воздух подается по межтрубному пространству 21 между внутренней трубой 16 и наружной трубой 17.

Пневмоударник работает следующим образом.

Сжатыр воздух, подаваемый из магистрали по межтрубному пространству 21, поступает через кольцевой канал 8 и впускное отверстие 4 в стенке воздухораспределительной трубки 8

в проточку 13 на внутренней цилиндрической поверхности ударника 2 и далее через переднюю проточку 5 в камеру 18 холостого хода. Так как в положении, показанном на фиг.1, каме-

ра 17 рабочего хода сообщена с атмосферой через выхлопные пазы 9 на ренней цилиндрической поверхности корпуса 1, проточку 12 и выхлопные отверстия 10, то ударник 2 под действием давления воздуха в камере 18 холостого хода начинает холостой ход назад (на фиг.1 вверх). После перекрытия передне проточки 5 на возду-

313

хораспределительной трубке 3 и выхлопных- пазов 9 ударник 2 продолжает движеьше за счет энергии расширяющего в камере 18 холостого хода воздуха до тех пор, пока не откроются выхлопные отверстия 10, сообщающие камеру 18 холостого хода с атмосферой. При этом выхлопная камера 12 продолжает сообщаться с атмосферой через выхлопные отверстия 10, так как их длина превышает длину нижней ступени ударника 2. Иэ камеры 18 хо-- лостого хода начинается выхлоп отработанного воздуха и только после это- го выхлопная камера 12 отсекается ударником 2 от атмосферы. При этом открывается задняя проточка 6 на воздухораспределительной трубке 3,сообщающая полость проточки 13 на ударнике 2 с камерой 16 рабочего хода. Сжатый воздух начинает поступать через кольцевой канал 8, отверстие 4, проточку 13 и заднюю проточку 6 в камеру 17 рабочего хода. При этом начинаются перетечки воздуха из камеры 17 рабочего хода в выхлопную камеру 12 через зазор в подвижном сопряжении ударника и корпуса, вызванные значительным перепадом давления в этих камерах. Под действием давления воздуха в рабочей камере 17 ударник 2 останавливается и, меняя направление движения, начинает совершать рабочий ход вперед (на фиг.1 вниз) до нанесения удара по породоразрущающему ин струменту 14. При этом перекрывается проточка 6 и начинают открываться выхлопные отверстия 10 со стороны выхлопной камеры 12, сообщая последнюю с атмосферой. Ударник 2 продолжает двигаться вперед, закрывая выхлоп ные отверстия 10 со стороны камеры 18 холостого хода. При этом воздух из выхлопной камеры 12 начинает вытесняться в атмосферу, так как объем камеры при движении ударника вперед уменьшается. В конце рабочего хода открываются выхлопные пазы 9 на корпусе 1 и сообщают камеру 17 рабочего хода с атмосферой через проточку 11

.

20

3702

JQjj 25

30

35

40

45

50

184

и выхлопные отверстия 10. Из камеры 17 рабочего хода происходит выхлоп. Кроме того, в конце рабочего хода открываются передняя проточка 5 на воздухораспределительной трубке 3, сообщая проточку 13 на ударнике 2 с камерой 18 холостого хода. Да- лее цикл работы повторяется. Разрушенная при ударе порода подхватывается непрерывным потоком отработанного в пневмоударнике воздуха и через отверстие в породоразрушающем инструменте 14 и полость керноприемной трубы 7 выносится на поверхность.

Формула изобретения

Кольцевой пневмоударник для бурения скважин, включающий корпус, установленный в корпусе ступенчатый ударник с проточкой на его внутренней цилиндрической поверхности и сквозным осевым каналом, входящие в последний воздухораспределительную трубку, имеющую впускное отверстие и проточку, выполненную на наружной поверхности трубки ниже впускного верстия, керноприемную трубу, установленную внутри воздухораспределительной трубки с образованием между их стенками кольцевого воздухоподво- дящего канала, породоразрушающий инструмент, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурения путем увеличения ударной мощности, корпус пневмоударника выполнен ступенчатым, причем на внутренней цилиндрической поверхности большей ступени выполнены продольные пазы, а в стенке меньшей ступени выхлопные отверстия, длина которых превышает длину меньшей ступени ударника, при этом большая и меньшая ступени ударника образуют соответственно с большей и меньшей ступенями корпуса камеры рабочего и холостого хода, а на наружной поверхности воздухораспределительной трубки Bbmie впускного отверстия выполнена проточка.

Фиг.