Гидроударник Советский патент 1978 года по МПК E21B1/06 E21B5/00 

1

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к устройству гидравлических забойных машин.

Известен гидроударник, рабочий цикл которого совершается под действием потока промывочной жидкости, периодически перекрываемого клапанным устройством 1.

В известном гидроударнике возможность увеличения забойной мощности за счет энергии потока жидкости ограничена, так как часть энергии потока расходуется непроизводительно при прокачивапии жидкости после отрыва клапана, т. е. при свободпом и обратном ходах бойка.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидроударник, в конструкции которого имеются два так расположенных один в другом бойка, что внутренний боек совершает рабочий ход под действием энергии скоростного напора жидкости, а наружный - под действием гидравлического удара выводится в верхнее положение, сжимая рабочие пружины 2.

В известном устройстве поток жидкости взаимодействует с каждым бойком в отдельности. В этом случае дополнительный отбор энергии потока приводит к повышению забойной мош,ности только за счет увеличения частоты ударов.

Целью изобретения является повышение забойной мощности гидроударника как за счет частоты, так и за счет увеличения энергии единичного удара.

Это достигается тем, что поршень-боек гидроударника выполнен с кольцевым выступом па внутренней поверхности и размещенными над выступами радиальными каналами, а внутренний боек выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с выст)пом поршня-бойка и для перекрытия радиальных каналов.

На чертеже изображен гидроударник, общий вид.

Гидроударник содержит корпус 1 с размещенным в верхней его части клапаном 2, взаимодействующим с наружным полым поршнем-бойком 3, имеющим кольцевой выступ на внутренней поверхности, в полости а которого размещен внутренний боек 4 с кольцевым выступом и клапан-втулка 5, размещенная на нижнем конце бойка 4, уплотнения 6, образующие с корпусом 1 и поршнем-бойком 3 замкнутую кольцевую полость б, соединенную каналом в с полостью а поршня-бойка 3, наковальню 7 с центральным каналом г. Полость а связана радиальными каналами д, выполненными в стенке поршня-бойка 3 пад его внутренним кольцевым выступом, с внутренней полостью корпуса 1.

Гидроударник работает следующим образом.

Промывочная жидкость подается с поверхности насосом и свободно проходит через подвешенный над забоем гидроударник. При постановке гидроударника на забой наковальня 7 поднимается до упора в торцы поршня-бойка 3 и бойка 4. При этом втулка-клапан 5 перекрывает поток жидкости в канале г наковальни 7. Возникает .гидравлический удар, под действием которого поршень-боек 3 поднимается вверх до встречи с клапаном 2. Поршень-боек 3 ири своем движении за счет взаимодействия кольцевых выступов увлекает внутренний боек 4, который в конце хода вверх срывает втулку-клапан 5, освобождая проход жидкости. После встречи клапана 2 с поршнем-бойком 3 поток лсидкости прерывается, и под действием давления гидроудара клапан 2 и поршень-боек 3 начинают движение вниз. Боек 4 по инерции поднимается вверх до упора в торец поршня-бойка 3, перекрывая канал а и далее движется вместе с поршнем-бойком 3. Клапан 2 движется совместно с поршнем-бойком 3 до упора в выступы корпуса 1. После этого клапан 2 останавливается, а иоршень-боек 3 продолжает движение до удара о наковальню 7. Давление прорвавшейся в канал а жидкости воздействует на движуш,ийся боек 4, придавая ему дополнительное ускорение. Боек 4 до удара о наковальню 7,

при этом верхний торец бойка 4 открывает каналы д в боковой поверхности поршня-бойка 3, освобождая проход жидкости во внутреннюю полость корпуса 1, а клапан-втулка 5 перекрывает канал г наковальни 7. Возникает гидравлический удар, цикл повторяется.

Использование энергии потока жидкости, протекающего нри свободном ходе наружного поршня-бойка для создания дополнительной силы разгона движущегося внутреннего бойка, позволяет значительно увеличить его предударную скорость, а следовательно, и энергию удара.

Формула изобретения

Гидроударник, содержащий корпус, клапан, наковальню, наружный полый поршень-боек и концентрично размещенный в

нем внутренний боек, отличающийся тем, что, с целью повышения его забойной мощности за счет увеличения энергии единичного удара, поршень-боек выполнен с кольцевым выступом на внутренней поверхности и размещенными над выступами радиальными каналами, а внутренний боек выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с выступом поршпя-бойка и для перекрытия радиальных каналов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 141457, кл. Е 21В 5/00, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР № 126438, кл. Е 21В 5/00, 1958.