Гидравлический вибромолот Советский патент 1990 года по МПК E02D7/10 

(21)4401527/31-33

(22)04.04.88

(46) 07.03.90. Вюп. № 9

(71)Донецкий политехнический институт

(72)А.А.Каракозов, В.И.Блинов, О.Я.Тодер и Г.М.Валитов

(53) 624.155.15(088.8) (56) Коломоец А.В. Предупреждение и ликвидация прихватов в разведочном бурении. -М.: Недра, 1985, с. 141.

Авторское свидетельство СССР (Р 1446240, кл. Е 02 D 7/10, 04.05.87.

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРОМОЛОТ (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано в буровых работах при спуске и извлечении обсадных труб, свай, шпунтов и т.д. Целью изобретения является повышение КПД вибромолота. Гидравлический вибромолот содержит корпус 1 с наковальнями 2 и 3, цилиндр 4, поршень 5, размещенный в цилиндре 4 и связанный с бойком 6, выпускной клапан 7, установленный в верхней части цилиндра 4, снабженный уплотнением

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в буровых работах при спуске и извлечении обсадных труб, свай, шпунтов и т.д. Целью изобретения является повышение КПД вибромолота. Гидравлический вибромолот содержит корпус 1 с наковальнями 2 и 3, цилиндр 4, поршень 5, размещенный в цилиндре 4 и связанный с бойком 6, выпускной клапан 7, установленный в верхней части цилиндра 4, снабженный уплотнением 12, выпускным каналом 8 и двумя посадочными местами по наружной и внутренней поверхностям. Выпускной клапан 7 имеет возможность взаимодействия с внутренним посадочным местом впускного клапана 9. Выпускной клапан 7 установлен в выпускном канале 8 впускного клапана 9, подпружинен относительно последнего и выполнен с выхлопными каналами 11. Внутреннее посадочное место 19 впускного клапана 9 размещено в верхней части последнего, а хвостовик 20 выпускного клапана 7 имеет возможность взаимодействия с бойком 6 буртиком и нижним торцом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

(Л

ел

Ј

00 С Ј

12, выпускным каналом 8 и двумя посадочными местами по наружной и внутрен- гней поверхностям. Выпускной клапан 7 имеет возможность взаимодействия ( с внутренним посадочным местом впускного клапана 9. Выпускной клапан 7 установлен в выпускном канале 8 впускного клапана 9, подпружинен относи

Изобретение относится к строитель- Јтву и может быть использовано в буроЬых работах при спуске и извлечении рбеадных труб, свай, шпунтов и т.д.

Цель изобретения - повышение КПД вибромолота.

На фиг. 1 показан вибромолот, неродное-полжение; на фиг. 2 - то же, Ь момент закрытия выпускного клапана, fca фиг. 3 - то же, после перестановки слапанов; на фиг. 4 - то же, в момент срыва выпускного клапана с внутреннего посадочного места при ходе бойка иниз.

Вибромолот содержит корпус 1 с нерхней 2 и нижней 3 наковальнями, ци-линдр 4, поршень 5, размещенный в ци- .циндре 4 и связанный с бойком 6, вы™ лускной клапан 7, установленный в выпускном канале 8 впускного клапана 9, подпружиненный относительно последне- го пружиной 10 и снабженный выхлопными каналами 11. Впускной клапан с плотнением 12 установлен в верхней части цилиндра 4 и подпружинен пружиной 13 относительно клапанной короб- |ки 14 с нагнетательным 15 и выхлопным ,16 каналами и камерой 17 низкого дав- |пения, связанной с выхлопным каналом 16. Впускной клапан 9 имеет два посадочных места по наружной и внутренней Поверхностям, причем наружное посадочное место 18 взаимодействует с верхне частью цилиндра 4, а внутреннее посадочное место 19 выполнено в верхней части втулки впускного клапана 9с возможностью взаимодействия с выпускным клапаном 7. Величина свободного хода q бойка 6 при ходах вверх и вниз определяется по формуле

а bt - S

- S&

с

вып

где Sg - величина хода бойка 6;

тельно последнего и выполнен с выхлопными каналами 11. Внутреннее посадочное место 19 впускного клапана 9 размещено в верхней части последнего, а хвостовик 20 выпускного клапана 7 имеет возможность взаимодействия с бойком 6 буртиком и нижним торцом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

5

5

0

0 5 0 5 0

5

Dtoln

S - расстояние от нижнего торца хвостовика 20 выпускного клапана 7 до нижней торцовой стенки 21, ограничивающей по- в бойке 6j величина хода выпускного клапана 7, при этом расстояние от буртика хвостовика 20 выпускного клапана 7 до верхней торцовой стенки 22, ограничивающей полость бойка 6, определено формулой

кк

SZ Sen + 5бып- а,

V

где Sgn - величина хода впускного

клапана 9.

Нижняя часть бойка 6, шток 23, имеет меньший, по сравнению с поршнем 5, диаметр и является второй (малой) ступенью дифференциального поршня.

Вибромолот работает следующим образом.

В исходном состоянии боек 6 находится в крайнем нижнем положении, впускной клапан 9 закрыт, а выпускной клапан 7 открыт. Рабочая жидкость через нагнетательный канал 15 и зазор между корпусом 1 и цилиндром 4 поступает под поршень 5, который вместе с бойком 6 начинает перемещаться вверх. При этом жидкость из надпоршневой полости цилиндра 4 вытесняется в скважину через выхлопные каналы 11, выпускной канал 8 и выхлопной канал 16.

После того, как боек 6 пройдет расстояние S, он взаимодействует своей нижней внутренней торцовой стенкой 21 с хвостовиком 20 выпускного клапана 7 и совершает вместе с последним совместное перемещение на расстояние SBbin, сжимая пружину 10. Когда выпускной клапан 7 пройдет расстояние SBbra, он взаимодействует с внутренним посадочным местом 19 впуск

кого клапана 9, перекрывая выпускной канал 8. Давление в образовавшейся замкнутой полости возрастает и под действием перепада давления между над- поршневой полостью цилиндра 4 и отделенной от напорной магистрали уплотнением 12 камерой 17 низкого давления клапанной коробки 14, а также за счет

энергии выпускного клапана 7 и сов- JQ держащий корпус с наковальнями, циместного хода клапанной группы с бойком на очень малом расстоянии свободного хода d впускной клапан 9 отрывается от верхней части цилиндра 4.

линдр, размещенный в нем поршень, соединенный с бойком, в котором выполнена ограниченная сверху и снизу торцовыми стенками полость, установПри этом боек 6 наносит удар по верх- |5 ленный в верхней части цилиндра

ней наковальне 2.

Дальнейшее перемещение клапанной группы вверх на расстояние осуществляется за счет давления на нее рабочей жидкости, которая начинает поступать 20 в надпоршневую полость цилиндра 4. При этом расстояние от торцовой стенки 22 до буртика хвостовика 20 становится равным Sj - а, так как

(SrSB«n-a + (S№+Se«n-а) - (Sg - а) SS - a.

Поскольку рабочая площадь поршня 5 сверху больше, чем снизу на величину площади штока 23, то боек 6 начинает двигаться вниз и, пройдя расстояние

55

а, наносит удар своей верхней

торцовой стенкой 22 по буртику хвостовика 20 выпускного клапана 7, отрывая последний от посадочного места 19. При этом открывается выпускной канал 8.

Затем боек проходит расстояние сво бедного хода а ,которое имеет незначительную величину (а - 0) и практически равно величине свободного хода вверх, и наносит удар по нижней наковальне 3. При этом пружина 13 отбра- сывает впускной клапан 9 до взаимодействия наружного посадочного места 18 с верхней частью цилиндра 4, а пружиgвыл

величина хода бойка; расстояние от нижнего торца хвостовика до нижней торцовой стенки, ограничивающей полость в бойке; величина хода выпускного клапана,

на 10 в это же время возвращает выпускной клапан 7 в исходное положение,при-50 ПРИ этом расстояние от буртика хвосто- чем перемещение выпускного клапана в вика выпускного клапана до верхней исходное положение в предлагаемом торцовой стенки, ограничивающей по- вибромолоте значительно меньше. Далее. лость в бойке, определяется по форму- цикл работы вибромолота повторяется. ле

Использование гидравлического виб- г ромолота позволяет повысить КПД за счет более стабильной работы клапанной группы, снижений гидросопротивлений, а также потерь энергии на участке

sa +

ВЬ П

где величина хода впускного клапана.

свободного хода при ходе бойка вниз, который является производительным при вибробурении, погружении свай и шпунтов.

а

Формула изобретения Ч. Гидравлический вибромолот, солиндр, размещенный в нем поршень, соединенный с бойком, в котором выполнена ограниченная сверху и снизу торцовыми стенками полость, установвпускиой клапан с уплотнением, выпускным каналом и посадочными местами по наружной и внутренней поверхностям, взаимодействующий с внутренним посадочным местом впускного клапана выпускной клапан хвостовик которого размещен в полости бойка и выполнен с буртиком на конце, отличающийся тем, что, с целью повыше-

ния КПД, выпускной клапан выполнен с выхлопными каналами, установлен в выпускном канале впускного клапана и подпружинен относительно последнего, при этом внутреннее посадочное место впускного клапана размещено в

верхней его части, а хвостовик выпускного клапана имеет возможность взаимодействия нижним торцом и буртиком с торцовыми стенками бойка, ограничивающими его полость.

q ss - s, 6ЫП

величина хода бойка; расстояние от нижнего торца хвостовика до нижней торцовой стенки, ограничивающей полость в бойке; величина хода выпускного клапана,

расстояние от буртика хвосто скного клапана до верхней стенки, ограничивающей по- ойке, определяется по форму-

sa +

ВЬ П

где величина хода впускного клапана.

5

#

}- m со i

1Л

«л -4«« t- Г

«41

СХ1

со

:

-fein