Гидроударник Советский патент 1993 года по МПК E02D7/10 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для бурения скважин, посадки и извлечения обсадных труб и ликвидации аварий, а также для забивки свай.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

На фиг, 1 изображена конструкция гидроударника; на фиг. 2 - гидроударник при бурении скважины.

В .состав гидроударника входят корпус 1, верхняя 2 и нижняя 3 наковальни, полый поршень-боек 4 и подвижный переходник 5.

В центральном канале 6 поршня-бойка 4 подвижно установлен инерционный трубчатый клапан 7..В теле поршня выполнены сообщающиеся вертикальные 8 и наклонные 9 каналы. В последних размещаются шариковые клапаны 16, которые могут перемещаться в канале 9, и седла клапанов 11, Полость низкого давления 12 сообщается с затрубным пространством посредством каналов 13 в нижней наковальне 3 и каналов 14 в подвижном переходнике 5. Подвижный переходник 5 установлен над выступами 15 корпуса 1 с возможностью передачи вращения с помощью шлицов. Как одно целое с переходником 5 выполнен пусковой клапан 16 с каналами 17, 18, 19, 20 и пружиной 21.

Надпоршневая полость 22 каналами 8 и 9 соединена с полостью низкого давления 12. Подпоршневая полость 23 связана с центральным каналом 6 поршня-бойка 4.

Устройство работает следующим образом.

Для бурения скважины гидроударник опускается вскважину на Оурильныхтрубах, соединенных с верхней наковальней 2, а колонковый набор соединяется с переходником 5. Рабочая жидкость проходит через центральный канал 6 в поршне-бойке4, под- поршневую полость 23, каналы 17, 18 в пусковом клапане 16 и далее через каналы 14 в подвижном переходнике 5, на забой скважины.

После постановки снаряда на забой, под действием осевой нагрузки нижняя наковальня 3 вместе с корпусом и верхней наковальней 2 перемещается относительйо подвижного переходника 5 вниз и перекрывает канал 19 пускового клапана 16. При этом поршень-боек 4, инерционный клапан 7 и шариковые клапаны 10, под действием собственного веса, находятся в нижнем положении. После перекрытия каналов 19 пускового клапана 16 давление рабочей жидкости в центральном канале 6 поршня- бойка 4 и подпоршневой полости 23 возра- .стает и под его действием.поршень-боек 4 движется вверх. При этом, инерционный

клапан 7 и шариковые клапаны 10 остаются в нижнем положении, а жидкость из надпор- шневой полости 22 через канал 8 и наклонный канал 9 поступает в полость низкого

давления 12 и далее, через каналы 13 в нижней наковальне и каналы 14 в подвижном переходнике 5 поступает на забой скважины. Перемещаясь вверх поршень-боек 4 наносит удар по верхней наковальне 2. При

0 этом инерционный клапан 7 наносит удар по верхней наковальне 2. При этом инерционный клапан 7, двигаясь по инерции, отрывается от своего седла и перебрасывается в верхнее положение, открывая доступ рабо5 чей жидкости в наклонный канал 9. Шариковые клапана 10 под действием сил инерции и скоростного напора потока рабочей жидкости перемещаются вверх до упора в седло 11, тем самым соединяя надпоршневую по0 лость 22 с центральным каналом 6 поршня- бойка 4 и одновременно изолируя ее от полости низкого давления 12.

Рабочая жидкость поступает по каналам 9 и 8 в надпоршневую полость 22. Ввиду

5 того, что верхняя рабочая площадь поршня- бойка 4 больше, чем нижняя, возникает сила, направленная вниз, под .действием которой поршень-боек 4 совершает движение к нижней наковальне 3. В своем движе0 нии поршень-боек 4 обгоняет инерционный клапан 7, так как движется, под действием собственного веса и силы давления рабочей жидкости, а клапан.7 - только под действием собственного веса и скоростного напора

5 рабочей жидкости, который незначителен. Поэтому клапан 7 удерживается относительно поршня-бойка в верхнем положении..

Двигаясь вниз, поршень-боек 4 наносит удар по нижней наковальне 3, в результате

0 чего клапан 7, перемещаясь по инерции, перебрасывается в нижнее положение, перекрывая доступ рабочей жидкости в канал 9. Скоростной напор рабочей жидкости перестает удерживать шариковые клапана 10

5 в верхнем положении и они, под действием сил инерции и собственного веса, перемещаются вниз, соединяя надпоршневую полость 22 с полостью низкого давления 12, в результате чего давление в надпоршневой

0 полости 22 падает и цикл работы повторяется.

При ликвидации аварий гидроударник на бурильных трубах опускается в скважину и соединяется с прихваченным.инструмен5 том. Рабочая жидкость подается в гидроударник и, через центральный канал 6 и открытые каналы 17, 18, 19 и 20 пускового клапана поступает на забой. ,. . При натяжении бурильной колонны подвижный переходник 5 и пусковой клапан

16, преодолевая сопротивление пружины 21, перемещается относительно нижней,на- ковальни 3 вниз. При этом перекрываются каналы 18-е пусковом клапане, в результате чего возрастает давление в подпоршневой полости 23. Далее гидроударник работает так же,как и при бурении.

Формула изобретения Гидроударник, включающий корпус с верхней и нижней наковальнями, камерой низкого давления, переходниками, поршнем-бойком и связанную с ним группу клапанов, пусковой клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, поршень-боек выполнен с цен0

тральным каналом, в котором подвижно установлен один из клапанов выполненный трубчатым инерционным, при этом надпор- шневая полость имеет возможность периодического сообщения с полостью низкого давления и центральным каналом поршня- бойка посредством системы каналов, образованных в теле последнего и размещенных в них шариковых клапанов, а пусковой клапан присоединен к установленному подвижно переходнику и выполнен с осевым и двумя рядами радиальных каналов для прохода промывочной жидкости, причем последние имеют возможность поочередного перекрытия их нижней наковальней.

Использование: в строительстве для бурения скважин забивки свай, ликвидации аварий. Сущность изобретения: гидроударник включает корпус 1 с наковальнями, поршнем-бойком, группу клапанов. Поршень- боек выполнен с центральным каналом 6, в котором установлен трубчатый инерционный клапан 7. Надпоршневая полость 22 периодически сообщена с полостью низкого давления 12 и центральным каналом € поршня-бойка 4 системой каналов, и шариковых клапанов. Пусковой клапан 16 присоединен к установленному подвижно переходнику 5 и выполнен с осевым и двумя рядами радиальных каналов 17, 18, 19, 20 для прохода промывочной жидкости, причем последние имеют возможность поочередного перекрытия их нижней наковальней 3.2 ил.