Пневмоударник Советский патент 1991 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к погружным ударным механизмам, используемым в горном деле при бурении скважин, и является усовершенствованием изобретения по авт, св. № 1456555.

Целью изобретения является повышение энергии удара.

На чертеже представлен предлагаемый пневмоударник.

Пневмоударник имеет цилиндр-корпус 1, внутри которого размещен поршень-ударник 2, разделяющий его внутреннюю полость на камеру 3 прямого хода и камеру 4 обратного хода. Центральный канал поршня-ударника 2 имеет верхнюю 5 и нижнюю 6 полости, на стенках которых выполнены радиальные каналы 7 и 8, сообщающие эти полости с камерами 3 и 4. Снизу корпус-цилиндр 1 оканчивается наковальней 9, в центральном канале которой с верхнего торца размещен обратный клапан 10, выполненный с кольцевым буртом 11. Клапан имеет также пружину 12. Наковальня 9 одновременно служит переходником на колонковую трубу или на долото (не показаны).

Сверху на цилиндр-корпус 1 навинчена шлицевая втулка 13 узла блокировки, а в хвостовик шлицевого вала 14 вмонтирована воздухораспределительная трубка 15 с перемычкой в центральном канале. Воздухе- распределительная трубка имеет верхние 16 и нижние 17 радиальные каналы, при этом нижний конец трубки 15 установлен на расстоянии х от верхнего торца наковальни 9. Через у обозначена избыточная длина пружины 12.

Пневмоударник работает следующим образом.

Пневмоударник включается в состав погружного бурового инструмента и опускает- ся в скважину. При этом за счет перекрытия центрального канала наковальни 9 вследствие смыкания верхнего торца клапана 10с

нижним торцом поршня-ударника 2 при постановке инструмента на забой скважины камера 4 оказывается камерой высокого давления. Верхняя камера 3 в это время связана с зоной низкого давления через каналы 7, полость 6, каналы 17 и центральные каналы воздухораспределительной трубки 15 и клапана 10. Вследствие этого поршень- ударник 2 вместе с клапаном 10 начинает перемещаться вверх. Гарантией прижатия клапана к нижнему торцу поршня-ударника является наличие кольцевого бурта 11, на который воздействует избыточное давление рабочего агента.

По мере перемещения на величину х клапан 10 натыкается на нижний торец воздухораспределительной трубки 15, а поршень-ударник 2 продолжает движение вверх по инерции. Таким образом создаются условия для перекидки клапана 10 в нижнее положение под воздействием избыточного давления воздуха в камере 4. Клапан 10 опускается в нижнее положение и под воздействием усилия пружины устанавливается на расстоянии у от поверхности наковальни 9. Одновременно создаются условия для перемещения поршня-ударника 2 вниз вследствие того, что каналы трубки 15 оказываются в зоне полости 6, которая через каналы 7 связана с верхней камерой 3, а каналы 17 перекрыты внутренними стенками ударной части поршня-ударника 2. Поэтому сжатый воздух на магистрали имеет возможность поступления только в камеру 3 и поршень-ударник 2 совершает прямой ход до нанесения удара по наковальне 9,

Сначала перемещение происходит под воздействием поступающего в камеру 3 сжатого воздуха, а по мере перекрытия каналов 16 стенками центрального канала поршня-ударника 2 - за счет расширения сжатого воздуха, накопленного в камере 3. К моменту нанесения „удара каналы 16 (левая часть чертежа) оказываются в зоне полости 5, связанной через каналы 8 с камерой 4 обратного хода, следовательно, вновь создаются условия для перемещения поршня-ударника 2 в верхнее положение. Эффективность разгона поршня-ударника вниз сохраняется на всем пути высокой в результате того, что центральный канал клапана 10 открыт до момента посадки на верхний торец его ударного торца поршня-ударника 2. Избыточная длина у пружины 12 принимается не более 4-5 мм, в то время как у серийных пневмоударников путь, проходимый поршнем-ударником при перекрытом выхлопном канале, составляет 40-50 мм.

Блокировка поршня-ударника 2 осуществляется при незначительном перемеще0

5

нии шлицевого вала 14 относительно шли- цевой втулки 13, так как вследствие этого каналы 16 сообщаются с верхней камерой 3, давление в обеих камерах становится одинаковым и поршень-ударник лишается возможности для перемещения относительно корпуса-цилиндра 1.

Формула изобретения Пневмоударник по авт. св. № 1456555, отличающийся тем, что,с целью повышения энергии удара, на наружной поверхности верхнего торца обратного клапана выполнен кольцевой буртик, а нижний торец воздухораспределительной трубки расположен от наковальни на расстоянии, равном ходу обратного клапана.

Изобретение относится к погружным ударным механизмам, используемым в горном деле для бурения скважин. Цель - повышение энергии удара. Пневмоударник содержит корпус 1, ударник 2, делящий его внутреннюю полость на камеру 3 прямого и камеру 4 обратного хода. В нижней части корпуса 1 расположена наковальня 9, в верхнем торце которой расположен обратный клапан (К) 10 с кольцевым буртом 11 на наружной поверхности верхнего торца. Сверху на корпус 1 навинчена шлицевая втулка 13 угла блокировки со шлицевым валом 14, в хвостовик которого вмонтирована воздухораспределительная трубка (ВРТ) 15. При этом нижний торец ВРТ 15 расположен от наковальни 9 на расстоянии, равном величине хода К 10. При подаче сжатого воздуха в камеру 4 ударник 2 и К 10 поднимаются. При упоре К 10 в торец ВРТ 15 создаются условия для перекидки К 10 и воздух из камеры 4 уходит в атмосферу. Это способствует поддержанию высокого давления до окончания холостого хода, т.е. быстрейшему совершению холостого хода. При рабочем ходе камера 4 холостого хода остается открытой до самого нанесения удара ударником 2, что исключает воздействие воздушной подушки на ударник 2. Все это способствует увеличению частоты работы и в конечном итоге увеличению энергии удара. 1 ил.