Реверсивный ударный механизм для проходки скважин Советский патент 1978 года по МПК E21F5/18 

1

Изобретение касается реверсивного ударного механизма для проходки скважин в грунтах путем их уплотнения, который может быть использован для бестраншейной прокладки труб и кабелей.

Известен реверсивный ударный механизм для проходки скважин в грунтах путем их уплотнения, включающий цилиндр, внутри которого по обоим концам размещены бойки, приводимые в действие давлением жидкости и работающие избирательно в зависимости от направления проходки скважины. Между поршнями бойков в цилиндре образована полость, заполняемая сжатым газом 1.

Иаиболее близким техническим рещением к изобретению является реверсивный ударный механизм для проходки скважин, содержащий цилиндр и размещенный в нем аксиально подвижный боек, образующий с ним взводящую и сливную гидравлические камеры и заполняемую сжатым газом камеру рабочего хода, подпружиненный золотник, взаимодействующий с бойком и предназначенный для регулирования подачи и слива жидкости в гидравлических камерах при взводе и рабочем ходе бойка, и золотник реверса для переключения напорной и сливной магистралей 2.

Недостатком указанных механизмов является наличие двух бойков с порщнями и двух

систем для управления их работой, что отрицательно влияет на эксплуатацию механизма, так как в период работы одного бойка второй находится в цокое и тем самым увеличивает

массу неподвижных частот. Импульс силы, передаваемый работающим бойком цилиндру, тратится на сообщение массе всего механизма некоторого ускорения, ве тичина KOTOpoio обратно пропорциональна массе.

Целью изобретения является повыщение надежности действия и эффективности работы механизма.

Это достигается тем, что в цилиндре между взводящей и сливной камерами выполнена

дополнительная гидравлическая камера, в которой коаксиально бойку расположена золотниковая втЗлка, елужащая для реверсирования движения бойка и образующая с цилиндром изолированные полости реверса и нормального режима, избирательно сообпииощиеся с напорной и со сливной магистралями с иомощью золотника реверса.

Благодаря таком} выполнению механизма появляется возможность отказаться от прпменения в нем второго бойка и системы управления его работой и повысить эффективность и надежноеть действия механизма.

На чертеже показан предлагаемый механизм, продольный разрез.

Механизм включает в себя цилиндр 1, яиляющийся его корпусом, где расположен аксиально подвпжный боек 2 с поршнем 3. Боек 2 несет золотник 4 с пружиной о и имеет камеру 6 унравления н систему каналов 7-10. В нилпндре 1 коаксиально золотнику 4 расположена золотннкоаая втулка 11 реверса. Цилиндр 1, боек 2 и норшен 3 в совокупиоети образуют взводяш,ую камеру 12, камеру 13 рабочего хода, заполняемую сжатым газом до определенного давления, н сливную камеру 14. Цилиндр 1 и втулка 11 в совокупности образуют напорную полость 15, полость 16 реверса и полость 17 пормального режима. Для реверсирования хода бойка 2 служит золотыик 18, установленный на маслостанцпи и связанный с ударным механизмом посредством магистралей 19-22. Канал 7 в левом крайнем положении бойка 2 соединяется со сливной камерой 14, а в правом крайнем положении бойка 2 - с напорной полостью 15. Каналы 8, 9 и 10 постоянно соединены соответственно с напорной полостью 15,. взводящей камерой 12 и со сливной камерой 14. Напорная полость 15 посредством радиальных отверстий 23 и полости 24 постоянно соединена с наиорпой магистралью 21, слив)1ая камера 14 - со сливной магистралью 19, а полость 16 реверса и полость 17 пормального режима посредством магистралей 20 и 22 и золотника 18 имеет возможность соединения либо со сливной 19, либо с напорной 21 -магистралями.

Реверсивный ударный механизм работает еледуюи им образом.

При нормальном режиме работы золотник 18 устанавливается так, что полость 17 нормального режима сообш,ена с напорной магистралью 21, а полость 16 реверса - со сливной магистралью 19. Втулка 11 реверса при этом находится в левом крайнем положении.

Цод действием давления сжатого газа в камере 13 рабочего хода боек 2 находится в крайнем левом положении. Камера 6 управления посредством канала 7 соединена со сливной камерой 14, а золотник 4 под действием усилия предварительного поджатия пружипы 5 находится в левом крайнем положении. Рабочая жидкость по напорной магистрали 21 через полость 24 и радиальные отверстия 23 поступает в напорную 15 полость и далее через каналы 8 и 9 - во взводящую камеру 12. Вследетвие того, что результирующее усилие, действуюп1,ее па поршеиь 3 со стороны взводящей камеры 12, обусловленное пропзведенпем давления рабочей жидкости па активную плоп1,адь, превосходит результирующее усилие со стороны камеры 13 рабочего хода, обусловленное произведением давления сжатого газа па активную площадь камеры 13 рабочего хода, боек 2 движется вправо, вытесняя при этом рабочую жидкость из сливпой камеры 14 по магистрали 19 на слив. Совершается обратный ход бойка 2, сопровождающийся дополнительным сжатием газа в камере 13 рабочего хода. По окончапии обратного хода канал 7 отсоединяется от сли.1зпой камеры 14 и сообщается с напорной полостью 15. Вследствие того, что результируюигее усилие, действующее на золотник 4 со стороны камеры 6 управления, обусло злеииос н)оизве;|,епием да1злепия рабочей па активную площадь камеры 6 управления, превосходит усилие предварительного поджатия пружины 5, золотник 4 перемещается п

правое крайнее положепие, отсекая взводящую камеру 12 от напорной полости 15 и соединяя взводящую камеру 12 со сливной 14. Усилие со стороны взводящей камеры 12, действующее на боек 2, снижается, и под действием усилия со сторопы камеры 13 рабочего хода боек 2 разгоняется в левое положение. Л идкость при этом переливается из взводящей камеры 12 через каналы 9 и 10 в сливпую камеру 14. Соверщается рабочий ход

бойка 2. При соударении его с цилиндром 1 канал 7 отсоединяетея от напорной полоети 15 и соединяется со сливной И. Под действием уеилия иружипы 5 золот гик 4 перемепгается в левое положение, отсекай взводитую камеру 12 от сливной 14 и сообщая взводяндую камеру 12 с иапорной мш-истралью 2i. Далее .1,икл по1;то)яется.

Для реверсирования 3o;ioTiiiiK 18 пе))еключается в другое крайнее положепие, сообщая

тем самым полость 16 реверса посредством магпстрали 20 с напорной магистралью 21, а полость 17 нормального режи.ма посредством магистрали 22 - со сливной магистралью 19. Втулка 11 реверса занимает правое крайнее

положепие. Цикл работы ударного механизма происходит аналогично циклу работы при пормальиом . Однако канал 7 сообщается с напорной полостью 15 при перемещении бойка 2 в правое крайнее положение на

величину, равную сумме перемещений бойка 2 при нормальном режиме и перемещения втулки 11 реверса. Поэтому переключение золотника 4 в правое положение производитея после соударения бойка 2 выступом 25 с задпой стенкой цилиндра 1. При перемещении бойка 2 в левое положение под действием давления сжатого газа канал 7 сообщается с камерой 14, не доходя до передней стенки цилиндра 1 па величину, равную величине перемещения втулки реверса. Таким образом, переключение золотника 4 в левое положение происходит раньше соударения бойка 2 с передней стенкой цилиндра 1.

Формула изобретения

Реверсивный ударный механизм для проходки скважин, содержащий цилиндр и размещенный в нем аксиально подвижный боек,

образующий с ним взводящую и сливную гидравлические камеры и залолияемую сжатым газом камеру рабочего хода, подпружиненный золотник, взаимодействующий с бойком и предпазиачепиый для регулирования подачи

и слива жидкости в гидравлических камерах

при взводе и рабочем ходе бойка, и золотник реверса для переключения напорной и сливной магистралей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности действия и эффективности работы, в цилиндре между взводящей и сливной камерами выполнена дополнительная гидравлическая камера, в которой коаксиально бойку расположена золотниковая втулка, служащая, для реверсировання движения бойка и образующая с цилиядром изолированные цолости реверса и нормального режима, избирательно сообщающиеся с напорной и со сливной магистралями с помощью золотника реверса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство СССР №365435, кл. Е 02F5/18, 1968.

24вторское свидетельство СССР №407013, кл. Е 02F 5/18, 1971.