Гидроударник Советский патент 1989 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для ударно-вращательного способа бурения скважин.

Цель изобретения - повышение производительности ударно-вращательного бурения.

На фиг. 1 представлен гидроударник, продольный разрез; на-фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Гидроударник состоит из корпуса 1, внут- ри которого размещен ударник 2, в полость которого входит стержень 3, оканчивающийся опорной пятой. Между опорной пятой стержня 3 и внутренними кольцевыми выступам ударника 2 размещена возврат- ная пружина 4 ударника, имеющего в верхней части гидротормозную полость 5. В центральном канале нижнего переходника корпуса 1 вмонтирован клапан 6 с возвратной пружиной 7, а в верхней части корпуса вмонтирован шлицевой вал 8, контактирующий со щлицами втулки 9. Шлицевой вал 8 со стержнем 3 и втулкой 9 образуют узел блокировки гидроударника. На верхнем торце нижнего переходника корпуса 1, служащим наковальней, имеются радиальные пазы 10, а в нижнем торце ударника 2 имеется радиальный калиброванный канал 11. В рабочем состоянии гидроударник имеет следующие регулировочные параметры: б - ход щлицевого вала 8 относительно втулки 9; XI - рабочий ход ударника; Х2 - рабочий ход клапана. Величина б на 4-5 мм больше величины Х2.

Работа гидроударника происходит следующим образом.

Гидроударник включается в состав опускаемого в скважину бурового инструмента между породоразрушающим инструментом и буровой колонной. При подвешенном состоянии породоразрушающего инструмента корпус 1 перемещается вниз относительно шлицевого вала 8 на величину б, вследствие чего образуется зазор между верхним торцом клапана 6 и нижним торцом ударника 2, поддерживаемого пружиной 4, которая опирается на опорную пяту стержня 3. При этом рабочая жидкость свободно проходит на забой скважины через центральный канал клапана 6 и нижнего переходника.

По мере постановки инструмента на забой скважины втулка 9 с корпусом перемещаются вверх на величину б, а детали гидроударника займут положение, при кото

0

0

5

0

5

0

5

ром зазор между торцами ударника 2 и клапана 6 отсутствует, вследствие чего возникает явление гидроударника, т.е. резкое повышение давления жидкости во внутренней полости корпуса 1 гидроударника. Ударник 2 перемешается вниз на величину XI до нанесения удара по наковальне, так как часть площади нижнего торца ударника 2 (равной площади сечения клапана 6) окажется под воздействием низкого давления. Клапан 6 при этом будет продолжать движение вниз за счет приобретенной кинетической энергии, вследствие чего вновь появится зазор между торцами клапана и ударника и давление внутри гидроударника выравняется с затрубным давлением жидкости.

По мере перемещения на установленную величину Х2 клапан 6 под воздействием сжатой пружины 7 начнет обратное движение до взаимодействия с торцом ударника 2, который займет верхнее положение раньще, так как имеет меньшую величину хода и более жесткую возвратную пружину 4. Восстановлению потока жидкости способствуют радиальные пазы 10 в наковальне. Гашение обратной скорости ударника 2 происходит в результате того, что водораспределительный участок шлице- вого вала 8 входит в гидротормозную полость 5 ударника 2, создавая повыщен- ное давление жидкости внутри полости ударника, куда продолжается поступление жидкости через канал большого сечения, а выход - через калиброванный канал 1 1 малого сечения. В дальнейшем рабочие циклы повторяются.

Гидравлическое равновесие реактивных сил в предлагаемом гидроударнике достигается за счет того, что площадь поперечного сечения клапана 6 и шлицевого вала 8 принята равной или последняя может быть и меньшей.

Формула изобретения

Гидроударник, содержащий корпус, размещенные в нем подпружиненный ударник, наковальня с клапаном, блокировочный узел с шлицевым валом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурения, шлицевой вал снабжен стержнем с опорной пятой, причем диаметр шлицевого вала выполнен равным или меньше диаметра клапана, а блокировочный узел размещен в верхней части корпуса.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для ударно-вращательного бурения скважин. Цель - повышение производительности бурения. Гидроударник содержит корпус 1, размещенные в нём ударник 2, наковальню с клапаном 6, блокиро Т вочный узел со шлицевым валом 8. Последний имеет стержень 3 с опорной пятой. Диаметр вала 8 выполнен равным или меньщим диаметра клапана 6. В верхней части корпуса 1 размещен блокировочный узел. Ударник 2 перемещается вниз до нанесения удара по наковальне. При этом клапан 6 движется вниз за счет приобретенной кинетической энергии. Вследствие этого появляется зазор между торцами клапана 6 и ударника 2 и давление внутри гидроударника выравнивается с затрубным давлением жидкости. Рещение обр атной скорости ударника 2 происходит в результате того, что участок вала 8 входит в гидротормозную полость ударника 2, создавая повышенное давление внутри последнего. 3 ил. (Л О5 о: О5 ъ ««

Фиг.2