Гидроударник Советский патент 1991 года по МПК E02D7/10 E02D7/18 

(61) 1539303 (21)4653597/33 (22)21.02.89 (46)07.02.91. Бюл №5

(71)Донецкий политехнический институт

(72)Г И. Неудачин, А.Г. Неудачин. В И. Блинов, О.Я. Тодер, B.C. Фоменко и С.Ю. Преображенский(53)624.155.15(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1539303, кл. Е 02 D 7/18, 1987. (54) ГИДРОУДАРНИК

(57)Изобретение относится к оборудованию горнодобывающей промышленности и может быть использовано в буровых работах для забивного и ударно-вращательного бурений, посадки и извлечения обсадных труб, ликвидации прихватов бурового снаряда в скважине и т.д. Цель изобретения повышение эффективности в работе. Гидроударник, включающий корпус, нижнюю наковальню, цилиндр с размещенным в нем ступенчатым поршнем бойка, распределительную камеру с впускными окнами и сливным каналом, а также клапанный блок в виде полбй втулки, связанной с поршнем бойка посредством подпружиненной тяги, оборудован дополнительным цилиндром, подпоршневая полость которого связана с полостью высокого давления гидроударника, надпоршневая полость связана с окружающей средой и снабжена пружиной, а верхний торец полой втулки оснащен цилиндрическим выступом, который выполнен с возможностью взаимодействия со сливным каналом. При работе в скважине гидроударник способствует повышению устойчивости ее стенок. 2 ил.

tn С

Изобретение относится к оборудованию горнодобывающей промышленности, может быть использовано в буровых работах для забивного и ударно-вращательного бурения, посадки и извлечения обсадных труб, ликвидации прихватов бурового снаряда в скважине и т.д. и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Г 1539303.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

На фиг. 1 изображен гидроударник при крайнем нижнем положении поршня и бойка на фиг. 2 - то же, при крайнем верхнем положении поршня и бойка механизма.

Гидроударник состоит из корпуса 1 с переходником 2, имеющим каналы 3 и 4, верхней 5 и нижней 6 наковален, а также цилиндра 7 с поршнем 8, шток 9 которого

соединен с бойком 10. опирающимся на пружину 11. В верхней части цилиндра 7 установлена распределительная камера 12 с впускными окнами 13, нижним седлом 14 и крышкой 15, которая снабжена верхним седлом 16 и сливным каналом 17. В распределительной камере 12 установлен клапанный блок, выполненный в виде полой втулки 18, нижний торец которой является впускным клапаном 19, з верхний торец, оснащенный цилиндрическим выступом 20. выполняет роль выпускного клапана гидроударника. Кроме того, полая втулка 18 имеет перепускной канал 21 и связана с поршнем 8 тягой 22, пружиной 23 и ограничителями 24 и 25. В нижней наковальне 6 установлены всасывающий 26 и нагнетательный 27 клапаны для создания обратной призабойной циркуляции жидкости в скважине Полость

о ю ел ю ел ю

so

высокого давления гидроударника, образованная переходником 2, верхней наковальней 5 и корпусом 1, оборудована присоединенным к переходнику 2 дополнительным цилиндром 28 с поршнем 29 и пружиной 30.

Гидроударник включается в состав бурового снаряда и опускается в скважину на бурильных трубах (не показаны), Нагнетаемая через них рабочая (промывочная) жидкость поступает по каналу 3 ( фиг. 1 ) переходника 2 и кольцевому зазору между корпусом 1, наружными стенками цилиндра 28, распределительной камеры 12 и цилиндра 7 гидроударника под поршень 8. Под действием давления рабочей жидкости поршень 8 со штоком 9 и бойком 10 начинает двигаться вверх, сжимая установленную между верхней наковальней 5 и бойком 10 пружину 11. Повышение давления в механизме вызывает также перемещение поршня 29 дополнительного цилиндра 28 и сжатие пружины 30, расположенной в над- поршневой полости. Находящаяся в это время над поршнями 8 и 29 рабочая жидкость вытесняется в затрубное пространство через каналы 17 и А.

В определенный.момент ограничитель 25 упрется в нижний торец полой втулки 18 и при дальнейшем перемещении поршня 9 вверх происходит сжатие пружины 23, поскольку клапанный блок прижат к нижнему седлу 14 давлением рабочей жидкости на впускной клапан 19 гидроударника. В конце хода поршня 8 вверх ограничители 24 и 25 соприкасаются и под действием ударного импульса, вызванного их соударением, а также благодаря усилию пружины 23 происходит переброска полой втулки 18 в верхнее положение.

При этом сливной канал 17 закрывается, а впускные окна 13 распределительной камеры 12 открываются, Рабочая жидкость устремляется в надпоршневую полость цилиндра 7 гидроударника.

Благодаря тому, что гидроударник оборудован дополнительным цилиндром 28, подпоршневая полость которого связана с полостью высокого давления гидроударника,

надпоршневая полость связана с окружающей средой каналом 4 и снабжена пружиной 30, расход рабочей жидкости определяется не только производительностью бурового насоса (не показан), но также и количеством жидкости, вытесняемым поршнем 29.

Генерируемые в процессе работы гидроударника ударные импульсы в виде волн упругой деформации передаются на поро- доразрушающий инструмент (не показан),

вызывая разрушение забоя скважины.

Таким образом, предлагаемый гидроударник обладает повышенной скоростью хода поршня 8 с бойком 10 вниз и, следовательно, увеличенной энергией удара бойка

10 по нижней наковальне 6, что способствует ускорению проходки скважины.

Кроме того, применение гидроударника способствует сохранению баланса потока жидкости в скважине, снижая возможность

возникновения в ней гидроударов и кавитации. Снижение возможности возникновения гидроударов .в скважине повышает устойчивость ее стенок.

30

Формула изобретения

Гидроударник, по авт. св. № 1539303, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, он

снабжен установленным над распределительной камерой дополнительным цилиндром с поршнем и размещенной над последним пружиной, при этом подпоршневая полость дополнительного цилиндра связанэ с полостью высокого давления, надпоршневая полость связана с окружающей средой, а верхний торец полой втулки выполнен с цилиндрическим выступом, взаимодействующим со сливным

каналом.

U,

®