Пневмоударник Советский патент 1993 года по МПК E21C3/24 E21B4/14 

Изобретение относится к погружным ударным механизмам, используемым в горном деле при бурении скважин.

Известен пневмоударник, содержащий цилиндр-корпус с коронкой в нижней части и переходник в верхней части, поршень- ударник и центральную воздухораспределительную трубку с поршнем, имеющими радиальные каналы.

Одним из недостатков такого пневмоу- дарника является то, что рабочая площадь поршня-ударника уменьшена на величину площади сечения поршня воздухораспределительной трубки, что служит причиной снижения мощности пневмоударника. Кроме

того в нем к началу перемещения поршня- ударника вниз камера рабочего хода оказывается связанной с напорной магистралью, вследствие чего энергия холостого поршня- ударника не аккумулируется в рабочей камере, а рассеивается в трубопроводе, имеющего довольно большой объем по сравнению с объемом рабочей камеры. При этом воздух, сжимаемый в камере рабочего хода, двигаясь в направлении противоположном основному потоку сжатого воздуха, снижает скорость поступательного движения воздуха. Вследствие чего снижается эффективность разгона поршня-ударника и, как следствие, снижается мощность пневмоударника.

V|

00

00

ю ю ю

Наиболее близким техническим решением, является пневмоударник, содержащий корпус с буксой для размещения хвостовика коронки, размещенной в корпусе и разделяющей его полость на камеры рабочего и холостого хода поршень-ударник., имеющий уступы в центральном осе-. вомканале, центральную воздухораспределительную трубку с осевым и радиальными йаналамй, а также запорный элемент, .

Недостатком этого пневмоударника является, как ив аналоге, рассеивание энергии холостого хода в трубопроводе. Кроме этого снижается надежность его работы ввиду наличия радиального выхлопа из камеры рабочего хода непосредственно в за- трубное пространство, вследствие чего в процессе спуско-подъемных операций шлам может засорять рабочие полости пневмоударника.

Цель изобретения - повышение энер- ии удара за: счет аккумулирования энергии обратного хода и повышение надежности работы. . - -:.. .

На фиг. 1 изображен пневмоударник, продольный разрез: на фиг.2 взаимное расположение подвижных элементов пневмоударника при верхнем положении их,

Пневмоударник включает цилиндр-корпус 1, внутри которого размещен поршень- ударник с уступом 3 в центральном канале 4, имеющем верхнюю 5. и нижнюю 6 полости, а так же центральную воздухораспределительную трубку 7, имеющую осевые и радиальные каналы 8. Воздухораспределительная трубка 7 в нижней своей части снабжена внутренним кольцевым буртом 9, в отверстии которого расположен поршень- патрубок 10 с глухим днищем и кольцевым .выступом 11. (В нижней части корпуса, следующей буксой, имеется кольцевая расточка 12, соединенная продольными каналами 13 с камерой 14 холостого хода поршня- ударника, которая сообщается посредством продольных пазов 15 и наклонных каналоб 16 с.верхней полостью 5 поршня-ударника. Нижняя полость 6 поршня-ударника сообщается посредством каналов 17 и продольных пазов 18 с камерой 19 рабочего хода поршня-ударника, ударная часть 20 которого опирается о хвостовик коронки 21 (на чертеже коронка не изображена), вставленного в буксу.

Пневмоударник работает следующим образом. Пневмоударник включается в состав погружно о бурового инструмента и опускается в ск&ажину. По мере достижения забоя скважины детали пневмоударника относительно цилиндра корпуса 1 займут положение, как представлено на фиг. 1, т.е. поршень-ударник 2 своей частью 20 опирается о хвостовик 21 коронки; поршень-патрубок 10 своим выступом 11 зависает на

опорном бурте 9 поршня-ударника, а радиальные каналы 8 окажутся в зоне полости 5, Поэтому сжатый воздух имеет возможность доступа через радиальные каналы 8 только в камеру 14 холостого хода поршня-ударни0 ка 2, вследствие чего последний начнет перемещаться вверх. Камера 19 рабочего хода поршня-ударника в это время связана с за- трубным пространством через продольные пазы 18, каналы 17, полость 6, зазор под

5 глухим днищем поршень-патрубка 10.и уступом 3, далее через центральный канал 4 ударной части 20 поршня-ударника и канал хвостовика 21 коронки. По мере движения поршня-ударника вверх относительно воз0 духораспределительной трубки 7 первоначально уступ 3 поршня-ударника взаимодействует с глухим днищем поршень-патрубка 10, прерывая связь между камерой 19 и затрубным пространством, В

5 дальнейшем полость 5 выходит из зоны радиальных каналов 8 и прекращается поступ- ле.н ие сжатого воздуха в камеру 14 холостого хода поршня-ударника. Далее перемещение поршня-ударника вверх осущ ё0 ствляется за счет расширения сжатого воздуха, накопленного в камере 14. К этому времени (фиг. 2) каналы 8 окажутся в зоне полости 6 и через каналы 17 и пазы 18. сжатый воздух начнет поступать в камеру 19.

5 При этом нижний торец ударной части 20 поршня-ударника достигнет зоны кольцевой расточки 12 и через продольные каналы 13 камера 14 окажется связанной с затрубным пространством, т.е. с зоной низкого

0 давления. К моменту завершения обратного хода поршня-ударника 2 большая часть площади, сечения каналов 8 окажется ниже кольцевого выступа 11 поршень-патрубка 10, т.е. будет осуществляться разобщение

5 воздухоподающей полости трубки 7 от полости камеры 19, На зевершающем этапе холостого хода произойдёт полное разобщение этих полостей и будет происходить сжатие воздуха в ограниченном объеме

0 камеры, то-есть в камере 19 энергия холостого хода поршня-ударника будет аккумулироваться в виде энергии сжатого воздуха, до давления, превышающего сетевое. В начальный момент прямого хода поршня5 ударника 2 сжатый воздух повышенного давления воздействует на площадь поршня, выходящего в камеру 19, а сжатый воздух, имеющий сетевое давление, воздействует на верхнюю площадь сечения поршень-патрубка. Вследствие этого поршень-ударник

начинает более интенсивное по сравнению с известными пневмоударниками перемещение вниз. По мере перемещения вниз поршня-ударника 2 с поршень-патрубком 10 кольцевой выступ 11 окажется ниже верхнего уреза каналов 8 и на всю площадь начнет воздействовать сжатый воздух, поступающий по трубке 7. В дальнейшем пор- шень-патрубок 10 зависает своим кольцевым выступом 11 на опорном бурте 9, а поршень-ударник движется вниз до мо- мента нанесения удара по хвостовику коронки. Во время прямого хода поршня-ударника 2 сообщение и разобще- ние рабочих полостей пневмоударника происходит в обратном порядке по сравнению с холостым ходом, описанным выше, и цикл повторяется,

Формула изобретения Пневмоударник, включающий корпус с буксой для размещения хвостовика корон- ки, размещенный в корпусе и разделяющей его полость на камеры прямого и холостого хода поршень-ударник, имеющий уступы в центральном осевом канале, центральную воздухораспределительную трубку с осе- вым и радиальными каналами для периодической подачи воздуха в камеры рабочего и холостого хода посредством выполненных в поршне-ударнике полостей и радиальных каналов, запорный элемент, имеющий в верхней части кольцевой выступ, от л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения энергии удара путем аккумулирования энергии обратного хода и повышения надежности работы, запорный элемент выполнен в виде поршня-патрубка с глухим днищем, а центральная воздухораспределительная трубка на торце, обращенном к ударнику, имеет отверстие для размещения в последнем поршня-патрубка и внутренний кольцевой бурт для взаимодействия с кольцевым выступом поршня-патрубка, который размещен в осевом канале центральной воздухораспределительной трубки с возможностью осевого перемещения при взаимодействии с уступом поршня-ударника и перекрытия центрального осевого канала последнего и радиальных каналов в центральной воздухораспределительной трубке в режиме обратного хода и открытия центрального осевого канала в поршне- ударнике в режиме прямого хода для выхлопа из камеры прямого хода.

Фиг. Z

Изобретение относится к погружным ударным механизмам и может быть использовано в горном деле при бурении скважин. Сущность изобретения: пневмоударник содержит корпус с буксой для хвостовика буровой коронки, поршень-ударник, размещенный в корпусе, разделяющий его полость на камеры прямого и холостого хода и центральную воздухораспределительную трубку с запорным элементом, при этом поршень-ударник и воздухораспределительная трубка имеют радиальные каналы, а поршень-ударник имеет в хвостовой части центральный осевой канал. Новым в пнев- моударнике является то, что его центральная воздухораспределительная трубка снабжена в нижней части внутренним кольцевым опорным буртом, а запорный элемент трубки выполнен в виде поршня-патрубка с глухим днищем и снабжен в верхней части наружным кольцевым выступом, при этом поршень-патрубок выполнен с возможностью его посадки на бурт воздухораспределительной трубки при прямом ходе поршня-ударника и перекрытия центрального осевого канала поршня-ударника и радиальных каналов трубки при обратном ходе. 2 ил. ел G