Гидравлический перфоратор Советский патент 1937 года по МПК E21B4/14 

Предлагаемый гидравлический перфоратор отличается от известных перфораторов аналогичного типа наличием добавочного кольцевого поршня, что усовершенствует унсе известные перфораторы в отношении ускорения возвратно-поступательного движения

инструмента.

Перфоратор, показанный на чертеже,

согласно настоящему изобретению, состоит из рабочего поршня /, добавочного поршня 2, клапана 3 и рабочих пружин 4, 5 vi. 6. Клапан 3 движется в направляющей 7 и удерживается в известном положении пружинами 8 и 9. Кроме того, клапан 3 на своем хвостовике несет регулирующие гайки 10 и верхнюю опору пружины 5- грибок //. Под пружину 8 ставится нижний грибок 12. Нижняя рабочая пружина 4 опирается на нижнюю гайку 13, завернутую в кожух 14.

Рабочий поршень / имеет выступ, на который опираются пружины 4 5, и внутренний канал, по которому отработанная жидкость поступает на забой к инструменту. Долбящий инструмент прочно соединяется с нижним концом рабочего порщня 1.

Добавочный поршень 2, выполненный в виде кольца, внутренней своей

поверхностью скользит по наружной поверхности верхней части рабочего поршня 1, а наружной-по внутренней поверхности кожуха 14. Добавочный поршень опирается на рабочие пружины 5 и 6. Рабочая пружина 6 опирается верхней частью на направляющую 7, прочно соединенную с кожухом 14. Клапан 3 перекрывает верхнее отверстие канала рабочего поршня /.

Прибор прочно соединяется верхнею своею частью с бурильными трубами, по которым жидкость подводится к перфоратору. При работе перфоратор должен медленно поворачиваться вокруг своей оси (в данном случае это происходит за счет поворачивания бурильных труб). Возможно присоединение перфоратора к бурильным трубам через подшипник, допускающий вращение перфоратора вокруг конца буровых труб. Это вращение может быть осуществлено целым рядом известных механизмов, как например, при помощи гидротурбинки, коловратного гидромотора, шестеренного гидромотора и т. д., заимствующих свою энергию от потока жидкости, или же механизмом, использующим возвратно - поступательное движение одного (или обоих) из поршней для создания вращения рабочего поршня 1 вокруг оси, как например, в перфораторах Ингерсоля и др.

Работа перфоратора протекает следующим образом. В начале работы поршни, распертые пружинами 4, 5, 6, занимают некоторое положение (изображенное на чертеже). В это время клапан 5 перекрывает канал рабочего поршня /, и поступающая жидкость давит на верхние торцевые поверхности поршней, заставляя их сдвигаться вниз.

При этом движении вниз вначале добавочный поршень 2 обгоняет рабочий поршень J, так как обладает меньшей массой и большей плош,адью сечения. В конце же движения вниз рабочий поршень /, двигающийся под действием давления жидкости, а также и под действием избыточного давления пружины 5, приобретает значительную сг орость, ббльшуютой, какая может быть сообш.ена только потоком жидкости, так как работа потока жидкости, аккумулированная иружиной 5 при движении добавочного порщня 2 вниз, сообщается также рабочему поршню /. В конце движения вниз рабочий поршень 7 начинает обгонять добавочный поршень 2.

ПРИ прохождении некоторого пути вниз рабочий поршень / ударит инструментом о забой и остановится, но перед этим ударом клапан 5 должен открыть канал рабочего поршня /. Это происхэдит так. При движении вниз рабочий поршень / увлекает с собой и клапан 3, так как пружина 8 не преодолевает давления жидкости на площадь проходного сечения клапана. По прохождении же некоторого пути вниз грибок 11 нижней своей поверхностью ударит о верхнюю поверхность грибка 12 и останойится. Когда произойдет отрыв клапана 3 и давление достаточно выравняется, клапан 3 под действием пружины 8 поднимется до своего исходного положения, остановленный в своем движении вверх буферной (жесткой) пружиной 9.

После открытия клапана 3, а особенно после удара инструмента о забой начнется движение поршней вверх. В этом движении добавочный поршень 2 обгоняет рабочий поршень 1 и очень энергично выбрасывает жидкость по каналу рабочего поршня 1 к забою.

По выравнивании давления и при достаточном ослаблении действия пружины 5 на заплечик рабочего поршня, последний начинает двилсение вверх под действием сильно сжатой пружины 4.

Это движение происходитдотех пор, пока рабочий поршень 1 не приблизится к клапану 5 и не перекроет своего канала. После закрытия клапана произойдет по инерции некоторое движение рабочего поршня 1 вверх, потому и принят останов клапана 3 не жесткий, а пружинящий.

Этот цикл будет повторяться автоматически. Сила и число ударов зависят от масс и площадей поршней, характеристик пружин и положения гаек 10 на хвостовике клапана 3.

Изменяя положение гаек 10 на хвостовике клапана 3, мы будем менять в некотором диапазоне работу гидравлического перфоратора.

Предмет изобретения.

Гидравлический перфоратор с проходным рабочим поршнем, отличающийся применением подвижного на рабочем порп1не 1 добавочного поршня 2, подпружиненного в осевом направлении относительно кожуха 14 и поршня L

к авторскому свидетельству А. К. Кузнецова

№ 51030