Гидроударник Советский патент 1978 года по МПК E21B5/00 

1

Изобретение относится к буровым машинам, в частности к устройствам для гидроударного бурения с алмазным породоразрушающим инструментом.

Известны гидроударники, включающие корпус, клапан, поршень-боек и наковальню 1.

При бурении известными гидроударниками с использованием алмазного породоразрушающего инструмента необходимо снижать количество промывочной жидкости, поступающей к забою, в то же время для эффективной работы гидроударника ее расход должен быть повышен. Возникающий при этом в колонковой трубе гидравлический подпор отрицательно сказывается на эффективности работы машины, поскольку в период разгона поршня-бойка возникают дополнительные силы торможения, снижающие скорость движения бойка, а следовательно, энергию и частоту ударов.

Известны устройства для снижения количества промывочной жидкости, поступающей в колонковую трубу, выполненные в виде распределителя потока к гидроударнику 2.

Однако полностью снять воздействие подпора, возникающего в колонковом снаряде, на работу гидроударника не удается.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения и надежности работы гидроударника с алмазным породоразрушающим инструментом.

Это обеспечивается тем, что гидроударник, содержащий корпус, клапан, полый поршеньбоек и наковальню, снабжен разделительным клапаном, установленным в полости поршнябойка, гидравлически связанной с внутренней полостью колонковой трубы.

На чертеже показан предлагаемый гидроударник в период хода поршня-бойка вверх, продольный разрез.

Гидроударник состоит из корпуса 1, клапана 2 с пружиной 3, цилиндра 4, порщня-бойка 5 с каналами 6, 7 и перемычкой 8 между ними, бойковой пружины 9, центратора 10, щарового замка 11, наковальни 12 с отводными каналами 13 и каналами сброса 14, разделительного клапана 15, уплотнения 16, шлицевого разъема 17 и колонковой трубы 18.

Гидроударник работает по схеме машин прямого действия.

При закрытии шлицевого разъема 17 под действием пружины 9 поршень-боек 5 подбрасывается вверх (обратный ход) до встречи с клапаном 2. До постановки на забой и в период обратного хода промывочная жидкость

проходит через каналы клапана 2 по центральному каналу поршня-бойка 5 и через каналы 6 в нем и каналы 13 в наковальне поступает в колонковую трубу. В это время разделительный клапан 15 находится в нижнем положении. При встрече с клапаном 2 поршень-боек 5 останавливается и разделительный клапан 15 по инерции перебрасывается в верхнее положение, где и удерживается на протяжении всего хода поршня-бойка 5 вниз, происходящего под действием гидравлического удара высокого давления, действующего в период перекрытия центрального канала поршня-бойка 5 клапаном 2. В это время промывочная жидкость, вытесняемая поршпем-бойком 5, а затем после остановки клапана 2 поступающая с поверхности, может двигаться во внутреннюю полость колонковой трубы 18; при наличии там гидравлических сопротивлений может перетекать цо каналу 7, центральным каналам в поршне-бойке 5 и центраторе 10, а также по каналам сброса 14 в затрубное пространство. Таким образом, при движении вниз поршень-боек 5 не испытывает вредного действия подпора.

После остановки клапана 2 поршень-боек 5 по инерции движется вниз и совершает удар по наковальне. В этот момент разделительный клапан 15 перебрасывается в нижнее положение, перекрывая проход промывочной жидкости, поступаюшей к каналам сброса 14. Затем поршень-боек 5 под действием пружины 9 подбрасывается вверх, и цикл повторяется.

Для уменьшения сил трения при движении поршня-бойка 5 по центратору 10 в поршнебойке может быть установлен шаровой замок 11. Центратор 10 в наковальне может быть установлен по плотной посадке или снабжен уплотнением 16.

Таким образом, в предлагаемом гидроударнике осуществлена принудительная подача промывочной жидкости в колонковую трубу

в период обратного хода и переток ее в период рабочего хода. При отсутствии перемычки 8 разделительный клапап 15 под действием скоростного напора промывочной жидкости перемещается в нижнее положение сразу после остановки клапана 2 при движении поршня-бойка 5 вниз. Тогда период принудительной подачи промывочной жидкости в колонковую трубу увеличивается на время свободного хода. Перераспределение потока промывочной жидкости и осуществление сброса ее в период рабочего хода поршпя-бойка повышает скорость разгона поршня-бойка, а следовательно, частоту и энергию ударов, что

приводит к повышению эффективности бурения гидроударниками с алмазным породоразрушаюшим инструментом.

Формула изобретения

Гидроударник для бурения алмазным породоразрушающим инструментом, содержащий корпус, клапан, полый поршень-боек и наковальню, жестко связанную с колонковой трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения и надежности его работы, он снабжен разделительным клапаном, установленным в полости поршнябойка, гидравлически связанной с внутренней полостью колонковой трубы.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №374434, кл. Е 21В 5/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 184760, кл. Е 21 В 5/00, 1965.

riTZtllZ-Txx: Г. I i. -N