Гидроударник Советский патент 1962 года по МПК E21B4/14 

Известны гидроударники для бурения скважин.

Однако существующие гидроударники не дают возможности регулирования характеристики в зависимости от свойств иороды. Необходимость же такого регулирования вытекает из стремления эффективного бурения горных пород с различными физико-механическими свойствами. Так для бурения малоабразивных пород и иород средней крености режим бурения должен обеспечивать максимальную скорость вращения с высокими осевыми нагрузками инструмента. При этом требуется сравнительно небольщая энергия единичного удара.

При проходке крепких или абразивных пород режим бурения должен быть, в основном, ударно-поворотным с минимальной осевой нагрузкой и малой скоростью вращения, а энергия единичного удара максимально допустимой.

Описываемое изобретение также относится к гидроударникам для бурения скважин и имеет цель-обеспечение регулирования его характеристики. Это достигается тем, что гидроударник выполнен с подпружиненным переходником со штоком, при перемещении которых под действием осевой нагрузки изменяется величина рабочего хода клапана и ударника.

На чертеже представлены примеры выполнения изобветенчя соответственно для гидроударников прямого (а) и обратного (б) действия.

В зависимости от величины осевого давления, передаваемого через колонну бурильных труб и переходник 1, сжимается силовая пружина 2, размещенная в корпусе 3. При этом шестигранный шгок4 вместе с клапаном 5 и пopшнeм-yдapник JM 6 перемещается вниз до тех пор, пока осевое давление не уравновесится пружиной 2 или пока перемещение щтока вниз не будет ограничено упором 7.

При перемещении щтока 4 вниз, ограничивается ход клапана 5 и порщня-ударника 6, одновременно увеличивается затяжка пружины 8 клапана и пружины 9 ударника. Вследствие этого при прокачивании

№ 145188- 2 через гидроударник одного и того же количества жидкости, время разгона поршня-ударника 6, а значит его скорость и кинематическая энергия, нередаваемая наковальне 10. также уменьшаются. Время обратного хода поршня-ударника 6 тем меньше, чем меньше величина обратного хода и чем больше предварительная затяжка пружины 9.

Таким образом, при верхнем положении шестигранного штока 4 энергия единичного удара наибольшая, а частота ударов - наименьшая. При нижнем положении штока 4 единичная энергия удара уменьшается, что комненсируется увеличением частоты ударов, вследствие чего мош.ность гидроударника остается постоянной. Верхнее положение штока 4 соответствует минимальной осевой нагрузке на инструмент, а нижнее - максимальной нагрузке.

Регулирование гидроударника обратного действия (а осушествляется аналогично вышеописанному, при этом роль переходника выполняет подпружиненная наковальня 11. Корпус 12 опирается на верхний конец силовой пружины 13. Под действием осевого давления пружина 13 сжимается, вследствие чего наковальня // вместе с ударником 14 и клапаном 15, перемешаясь относительно корпуса 12 вверх, сжимает пружины 16, 17. Чем больше осевая нагрузка на инструмент, тем больше перемешение наковальни 11, ударника 14 и клапана 15.

Совместный ход ударника и клапана, а значит и энергия единичного удара уменьшаются при увеличении частоты ударов. При увеличении осевой нагрузки наоборот увеличивается энергия единичного удара при уменьшении частоты ударов.

Описываемое изобретение позволяет изменить энергию и частоту ударов гидроударника, обеспечивая полное использование максимальной мошности машины. При этом в зависимости от физико-механических свойств проходимых пород имеется возможность выбора оптимальных режимов бурения и повышения его эффективности. Кроме того, это уменьшает возможность преждевременного выхода из строя инструмента, имеюш:его место при несоответствии режима бурения свойствам проходимой породы.

Предлагаемый гидроударник может найти применение в гидроударных машинах для бурения скважин.

Предмет изобретения

Гидроударннк для бурения скважин, отличающийся тем, что, г целью обеспечения регулирования его характеристики, он выполнен с подпружиненным переходником со штоком, при перемешении которых под действием осевой нагрузки изменяется величина рабочего хода клапана и ударника.