Погружной пневматический ударный механизм для бурения скважин Советский патент 1976 года по МПК E21B4/14 E21B17/04 

1

Изобретеиие касается погружных пневматических ударных механизмов для бурения скважин, а именно ударных механизмов с встроенным пневматическим шариковым вибратором.

Известен погружной пневматический ударный механизм для бурения скважин, содержаодий цилиндр с циклически движущимся в нем поршнем, который сообщает удары буровой короике. Коронка своим хвостовиком установлена в направляющем отверстии цилиндра с возможностью ограниченного осевого неремеп;ения. При этом -в передней частн цилиндра расположен пневматический шариковый вибратор.

Недостатком известного ударного механизма является то, что вибратор сообн1ает колебания цилиндру (корпусу) механизма, обладающему большой массой.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка. Это достигается тем, что вибратор размещен между цилиндром и коропкой на ее хвостовике и через канал в нем сообщен с источником сжатого воздуха.

В результате такого выполнения вибрации передаются непосредственно буровой коронке.

Для предотвращения подачи вибраций цилиндру хвостовик коронки соединен с охватывающим его упругим элементом, закрепленным в цилиндрической расточке в торце цилиндра так, что его передняя часть распеложена с некоторым радиальным зазором по от1юн ению к стенкам расточки цилиндра. При этом в одном случае между корпусом вибратора и торцом )пругого элемента может быть расположен амортизатор. В другом случае корпус вибратора может быть соединен жестко с упругим элементом.

На фиг. 1 показан предлагаемый ударный механизм, продольный разрез (между корпусом вибратора и упругим элемептом расположен амортизатор); на фиг. 2 - то же, другой вариант выполнения (корпус вибратора жестко соединен с упругим элементом).

В цилиндре 1 механизма размещен поршень (не показан), который под воздействием сжатого воздуха может циклически перемениться в ием, сообщая удары хвостовику 2 буровой коронки 3. В описываемом случае коронка 3 имеет удлиненный хвостовик по сравнению с известными коронками. Хвостовик 2 коронки 3 установлен в нанравляющем отверстии 4 цилиндра 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения.

Па хвостовике 2 между цилиндром 1 и коронкой 3 расположен пневматнческий шариковый вибратор 5, полость 6 корпуса 7 которого через канал 8 и канал 9 в хвостовике 2 сообщается с источником сжатого воздуха, под воздействием которого шарик 10 вибратора 5 начинает перемеииться в полости 6, создавая

колебания. Отработанный воздух удаляется нз полости 6 вибратора через отверстие 11.

Для предотвращения передачи колебаний механизму хвостовик 2 коронки 3 соединен с охватывающим его упругим элементом 12, который расположен в цилиндрической расточке 13 в торце цилиндра 1, причем передняя часть упругого элемента 12 расположена с радиальным зазором 14 относительно стенок расточки 13.

Возможен случай, когда .между корпусом 7 вибратора 5 и упругим элементом 12 размещен амортизатор 15 (см. фиг. 1). Возможен также другой случай, когда корпус 7 вибратора 5 жестко соедине с другим элементом 12 (см. фиг. 2).

При запуске ударного механизма сжатый воздух по каналам 9 и 8 поступает в вибратор 5. Под действием струи воздуха шарик 10 движется в полости 6. Возникающая при этом возмущающая сила вибратора 5 действует непосредственно на хвостовик 2 коронки 3 п сообщает ее колебания в пределах радиального зазоза 14. Паличие упругого элемента 12 повыщает собственную частоту колебаний хвостовика 2, что приводит к дополнительному увеличению амплитуды колебаний коронкп 3. От ударов по цилиндру 1 вибратор 5 предохраняется амортизатором 15, поэтому вариант выполнения механизма, представленного на фиг. 1, более предпочтителен.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я

1.Погружной ппевматический ударный механизм для бурения скважин с встроенным

пневматическим шариковым вибратором, содержащий цилиндр с циклически движущи.мся в нем поршнем, сообщающим удары буровой коронке, которая установлена своим хвостовиком в направляющем отверстии цилиндра с возможностью ограниченного осевого перемещения, о т л и ч а ю 1ц и и с я тем, что, с целью сообщепия вибрации непосредственпо коронке, вибратор размеиюи между цилиндром п короикой па ее хвостовике н через канал в

нем сообщен с источником сжатого воздуха.

2.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что хвостовик коронки снабжен охватываюи|им его yii|) э.чемептом, при этом в

торце цилиндра выполнена цилиндрическая расточка, в которой закреплен упругий элемент.

3.Мехапизм по п. 2, отличающийся тем, что .между кориусом вибратора и торцом

упругого элемента, схватывающего х-востовик коронки, расположен амортизатор.

4. Механизм по п. 1, о т л н ч а ю ni и и с я тем, что корпус вибрнтора соедипен жестко с упругим элe vIeнтoм, oxBaTiiinaiOHUi ; хвостовик коронки.

5 -

Фиг. 2