Устройство ударного действия для бурения скважин Советский патент 1977 года по МПК E21B1/26 B25D9/00 

(54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Устройство имеет цилиндр 1, внутри которого помещены боек 2 и поршень 3, кривошипно-шатунный преобразовательный механизм, состоящий из шатуна 4 и кррвошипа 5, соединенного муфтой 6 с приводным дви- g гателем 7, аккумулятор 8, сообщенный с полостью ттилиндра 1 между поршнем 3 и бойком 2 посредством трубопровода 9 и 10 с обратными клапанами 11 я 12, причем трубопровод 9 расположен так, что его он- ю но 13 нигде не перекрывается ни поршнем, ни бойком, а трубопровод 10 расположен так, что входное окно 14 открывается бойком в период рабочего хода при повороте кривошшга на угол 90-120° 15 от верхней мертвой точки.

В нижнюю часть цилиндра, постоянно сообщающуюся с атмосферой, входит хвостовик 15 рабочего инструмента, воспри нимающего удары бойка 2.20

Боек 2 посредством гибкого элемента Гб соединен с дополнительньп кривошипом 17, вал которого при помощи управляемой муфты 18 и передачи 19 включается В силовую цепь привода в тот момент,.25

когда кривошип 5 находится в нижней мерт-. вой точке, и отключается при распололсентг кривошипа в верхней мертвой точке, причем радиус кривошипа 17 принимается равным 0,50-0,75 длины кривошипа 5.30

В качестве управляемой муфты 18 можно использовать, например, шинно-пневматическую муфту, камера 20 которой при помощи профильного кулачка 21 и клапанов 22 и 23 может периодически сооб- 35 щаться либо с линией нагнетания 24, пибо с линией слива 25,

Устройство работает следующим образом.

На чертеже показан момент, когда кривошипы 5 и 17 находятся в нижней мерт- 40 вой точке, В это время клапан 23 сообщает камеру 2О шинной муфты 18 с линией нагнетания, кривошип 17 через передачу 19 соединяется с валом кривошипа 5 и пр.и- водным двигателем 7.45

В связи с этим и поршень 3, и боек 2 поотепенно :идут вверх, однако скорость поршня больше, чем бойка, и жидкость из аккуму пятораб через обратными клапан 11 поступает в полоЬть цилиндра 1 между поршнем 50 и бойком, компенсируя разницу в пройденном пути.

Когда кривошипы подходят к верхней мертвой точке, боек и поршень останавливается.55

К этому моменту кулачок 21 поворачивается на 180 , клапан 23 перекрывает доступ сжатого воздуха в камеру 20, а клапан 22 сообщает ее с атмосферой. .Муфта 18 отключает кривошип 17 от си- 60

лового привода, движение бойка вниз проиходит только:под действием поршня 3 с т же скоростью.

При повороте кривошипа 5 на угол 9012О от верхней мертвой точки боек 12 открьгоает входное окно 14 трубопровода 10 и наносит по хвостовику 15 удар, име наибольший запас кинетической энергии. Поршень 3, продолжая движение вниз, вытесняет ж-идкость из полости цилиндра 1 через клапан. 12 в аккумулятор 8.

Поскольку сопротивление вытеснению ЖИДКОСТИ незначительно, энергия привэд,Н-Ого двигателя 7 аккумулируется в муфте 18, выполняющей в этот период роль маховика. В данном случае происходит не преобразование энергии из одной формы Б другую, а перераспределение ее между поршнем и маховиком с минимальными потерями.

Когда кривошип 5 достигает нижней мертвой точки, поршень 3 останавливается, заканчивается рабочий ход. При дальнейшем вращении кривошипа 5 цикл работы устройства повторяется в описанной выше последовательности.

Если нужно перейти на безударный ре- жим работы, то следует прекратить подачу сжатого воздуха в муфту 18, и предлагаемое устройство будет действовать как насос, осуществляя циркуляцию жидко :ти из акумулятора 8 в полость цилиндра между поршнем и бойком и обратно.

Формула изобретения

1,Устройства ударного дейстьия для бурения скважин, включающее боек и поршень, расположенные в цилиндре с окнами, кривошипно-шатунный механизм и аккумулятор, соединенный с полостью цилиндра посредством -трубопроводов для открывания входного окна в период рабочего хода при повороте кривошипа на угол 90120° от верхней мертвой точки, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД путем увеличения энергии удара, оно снабжено дополнительным крившипно-шатунным механизмом, который установлен в цилиндре между поршнем и .бойком и соединен с последним, при этом валы дополнительного и основного кривошипов соединены посредством управляемой муфты.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что радиус лупэлиичельного кривошипа равен 0,50-0,75 длины основного кривошипа. Источники информации, принятые во ВНИ манусе при экспертизе: 1« Авторское .свидетельство СССР № 144803, кл, Е 21 С 3/О6, 1960. 2. Авторское свидетельство СССР № 4162Я7, кл. В 25 D 11/12, 1972