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

Изобретение относится к горной промыш- и может быть использовано в ка- погружного снаряда для бурения сква- жш1.

Целью изобретения является повышение путем уменьшения сопротивления движению бойка.

На фиг. 1 изображен гидроударник в исходном положении; на фиг. 2 - положение бойка в верхнем положении.

iГидроударник состоит из корпуса 1, содержащего переходник 2, верхнюю наковаль- нк 3, нижнюю наковальню 4 со сквозным отверстием 5, цилиндрическую камеру 6, вы1хлопные окна 7 и верхний патрубок 8 с дренажными отверстиями 9. Внутри корпу- cai 1 установлен поршень 10, представляю- 1Ц1;1Й одно целое с бойком 11. Верхняя часть 11, имеющая меньщий диаметр по с авнепию с диаметром поршня 10, раз- в цилиндре 12 переходника 2 и пред- ст авляет собой вторую ступень поршня с рабочей поверхностью 13. Боек выполнен по- со сквозным каналом 14.

I В нижней части поршня-бойка выполнен распределительный ударный патрубок 1 с боковыми отверстиями (окнами) 16, с подвижно установленным внутри пего стаканом 17, в проточке которого размещена пружина 18, опирающаяся на нижнюю наковальню 4. Жесткость пружины 18 или величина рабочей поверхности 13 и площади сечения стакана подобраны таким образом, П о усилия, развиваемые давлением жидкое- т на перемещение бойка 11, меньще, чем на перемещение стакана 17.

В исходном положении боек 11 занимает верхнее положение. Стакан 17 за счет пру- жппы 18 находится в верхнем положении, перекрывая боковые отверстия 16. Жидкость поступает в механизм через переходник 2, формируя давление в цилиндре 12 и канале 14 соответственно над рабочей поверхностью 13 и стаканом 17.

Ввиду повышения давления стакан 17 начинает движение вниз, сжимая пружину 18. Стакан 17 открывает окна 16, одновременно перекрывая нижним торцом сквоз- .ное отверстие 5 в наковальне 4. Жидкость получает возможность поступления в цилиндрическую камеру 6 под поршень 10.

Ввиду разности площадей (площадь снизу больше на величину разности поршня 10 и площади рабочей поверхности 13) боек И устремляется вниз. Стакан 17 под действием на его поверхность давления жидкости остается в нижнем положении до момента открытия поршнем 10 выхлопных окон 7. В .этот момент жидкость, поступающая в гидроударник, через боковые отверстия 16 и выхлопные окпа 7 устремится в затрубное пространство, что приведет к резкому сни

5

0

5

жению давления над стаканом 17, который усилием пружины 18 переместится в крайнее верхнее положение, перекрывая окна 16, в крайнем верхнем положении боек 11 может быть остановлен соударением с наковальней 3 или если удар вверх не будет эффективным, гидроторможением (путем увеличения хода бойка вверх по инерции после совмещения окон 16 и 7).

При перекрытии стаканом 17 боковых отверстий 16 формируется давление жидкости в цилиндре 12 над рабочей поверхностью 13 и стаканом 17. Ввиду разной величины усилий на перемещение стакана 17 и бойка 11 последний под действием давления на рабочую поверхность 13 устремится вниз. Пор- щень 10 перекроет выхлопные окна 7, а находящаяся в цилиндрической- камере 6 жидкость вытеснится через скоозиой канал 5 в нижней наковальне 4. В крайнем нижнем положении боек 11 ударным патрубком 15 взаимодействует с нижней наковальней 4. Остановка бойка способствует повыщению давления над стаканом 17, который начнет движение вниз, сжимая пружину 18.

Дренажные отверстия 9 верхнего патрубка 8 служат для устранения гидравлической подушки при возвратно-поступате.ть- Hotvi движении поршня-бойка.

Применение гидроударника повышает КПД механизма ввиду снижения потерь скорости соударения бойка с наковальней, увеличивает энергию единичного удара по нижней наковальне 5.

Формула изретения

Гидроударник для бурения скважин, содержащий цилиндрический корпус со сквоз- пым каналом, наковальней в нижней части и боковыми окнами, сообщающими канал с затрубным пространством, полый дифференциальный боек с порщнем и боковыми отверстиями, установленный в канале корпуса с возможностью взаимодействия с наковальней нижней частью и открывания боковых окон нижним торцом порщня, подпружиненный стакан, установленный в бойке с возможностью перекрывания его боковых отверстий, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения сопротивления движению бойка, нижняя часть бойка выполнена в виде полого цилиндрического патрубка, образующего кольцевую камеру с корпусом и установленного с возможностью взаимодействия с наковальней, а стакан подпружинен относительно наковальни с возможностью взаимодействия с последней, причем боковые отверстия бойка выполнены в патрубке, а кольцевая камера сообщается с боковыми окнами корпуса при крайнем верхнем положении бойка.

Изобретение относится к горной промети и позволяет повысить КПД путем уменьшения сопротивления движению бойка. Гидроударник содержит цилиндрический корпус 1 со сквозным каналом, наковальней 4 внизу и боковыми окнами, сообщающими канал с затрубным пространством. В канале установлен полый дифференциальный боек 11 с поршнем 10, а в бойке 11 - подпружиненный стакан 17. Нижняя часть бойка И выполнена в виде полого цилиндрического патрубка 15 с боковыми отверстиями 16, образующего кольцевую камеру 6 с корпусом I. Камера 6 сообщается с боковыми окнами корпуса 1 при крайнем верхнем положении бойка 11. При повыщении давления стакан 17 опускается, открывая отверстия 16. Жидкость поступает в камеру 6. Боек 11 устремляется вверх. После открытия поршнем 10 отверстий 16 жидкость устремляется в за- трубье, что приводит к снижению давления над стаканом 17, перекрывающим отверстия 16. В итоге боек устремляется вниз. Поршень 10 перекрывает выхлопные окна, а жидкость из камеры 6 вытесняется через сквозное отверстие 5 в нижней наковальне 4. В нижнем положении боек 11 патрубком 15 взаимодействует с наковальней 4. Над стаканом 17 повышается давление, и он опускается. 2 ил. 3 /г ffi (Л 4 ГчЭ СО rsD 9ut. Z