Гидроударник двойного действия Советский патент 1980 года по МПК E21B5/00 E21B1/06 

(54)ГИДРОУДАРНИК ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

- ... 1 - . .--. Изобретение относится к горной промышленности, в частности к погружным гидроударникам,, используемым при бурении скважин. Известен гидроударник двойного действия, включающий корпус, наковал ню, поршень-ударник, распределитель ные клапаны, шлИцевОй разъем, ограничительные и выключающие элементы W--.. Наиболее близким решением к пред лагаемому является гиДР°УД Р И дво ного действия, включающий корпус, н ковальню, ограничитель, распределительный клапан, ударник и поршеньыток t2. Недостатком гидроударника являет ся малая эффективность при больших осевых нагрузках, особенно при буре нии скважин малого диаметра, ввиду подклиниваний пЬршня-УДарника в цилиндрах из-за деформации корпуса. Кроме того, конструкция усложнена системой монтажа распределительного клапана и наличием выключательной втулки, ухудшающей передачу ударног импульса. Целью изобретения является повыш ние эффективности работы гидроудар.ника и упрощение конструкции. Это достигается тем, что поршеньток гидроударника выполнен с ограничительными упорами в верхней части и установлен с возможностью независимого перемещения и торцового взаимодействия с верхней частью, ударника. На фиг. 1 изображен гидроударник В рабочем положении, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, в выключенном положении, 1родбльный разрез. Гидроударник содержит корпус 1, имеющий вверху переходник 2 для соединения с бурильными трубами, а внизУ шлицевой разъем, состоящий из шлицевой муфты 3 и шлицевого вала 4, соединенного с порОдоразрущающим инструментом. Шлицёвой вал оканчивается вверху наковальней 5 с калиброванным каналом. В нижнем цилиндре 6 корпуса помещен ударник 7, В который встроен распределительный клапан в. В верхнем цилиндре 9 установлен поршень-шток 10, опирающийся нижним торцом в верхнюю часть ударника 7 и снабженный наружными ограничительными упорами 11 в верхней части, а также каналами 12. Ограничительное кольцо 13 с пери ферийными каналами установлено на

опорном уступе 14 корпуса IT В йорпуЬё и ударнике имеются радиальные каналы 15, 16 и 17.

Работает гидраударник следующим Ьбраэом.

При спуске инструмента в скважину шлицевой вал 4, ударник 7 и поршеньшток 10 занимают нижнее п6 1бжёниё (фиг. 2). Между нижним торцом поршень-штока 10 и верхней частью ударника 7 образуется зазор. Всё полости гидроударника соединены через канал 17 корпуса 1 с затрубным простpalHCTBOM, и гидроударник не работает.

При noCTaHOBKie на забой скважины детали гидроударника занимают положение, показанное на фиг. 1, за счет перемещения шлицевого вала 4 вверх, который своей наковальней 5 перемещает вверх ударник 7 и выбирает зазор между верхним торцом последнего и нижним торцом поршень-штока 10. В результате полости А, в и С оказываются разобщенными од- полости D, связанной с затрубным пространством.Таким образом, система поршень-ударник гидравлически оказывается дифференциальной благодаря тому, что площадь сечения цилиндра 6 выбирается большей, чем. площадь сечения цилиндра 9. Поэтому возникает подъёмная сила, перемещающая систему поршень-шток-ударник вверх. Система поршень-шток-ударник движется вверх До соударения с ограничительным кольцом 13, которое перекрывает осевой канал пОршень-штока 10. В результате этого возникает гидроудар в полости А, который меняет направление движения системы поршень-шток-ударник-ограничительноё кольцо на обрат ное. В 3to время клапан 8 продолжает движение вверх по инерции до соуДа;рёния с нижним торцом поршеньштока 10. Вследствие этого перекрывается осевой канал клапана 8 и сни Жа:ётся(,.давление в полости С ввиду образования зазора между нижним торцом клапана 8 и ступенчатым уступом : Осевого канала ударника 7, сооб Дающегося посредством каналов 15 с полостью низкого давления D. От сисТемы поршень-ШТОК-ударник-ограничительное кбльцо последнее отделяется опорным уступом 14 корпуса, в результате чего полость поршень-штока 10 сообщается с полостью высокого давления, и клапан 8 удерживается в верхнем положении благодаря действию давления на избыточную площадь его бурта. Поэтому под действием повышенного давления система поршень-штокударник движется вниз до нанесения удара по наковальне 5, передающей ударный импульс через вал 4 породоразрушающему инструменту. При этом жидкость.из полости С частично вытекает через калиброванный канал (дроссель) на забой скважины, а частично в затрубное пространство через осево|й и радиальные 15, 16 каналы ударника 7 и канал 17 корпуса 1. В момент удара по наковальне за счет сил инерции клапан 8 перебрасывается в нижнее крайнее положение, что возвращает в Тясходн поэицию детали гидроударника, и цикл повторяется.

Даннйя КОЕГсТрукция позволяет повысить эксплуатационную надежность гидроударников двойного действия малого диаметра за счет исключения подклинивания штока-ударника путем выполнения штока раздельно от ударника.

Формула изобретения

Гидроударник двойного действия, включающий корпус, наковальню, ограничитель, распределительный клапан, ударник и поршень-шток, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения конструкции, поршень-шток выполнен с ограничительными- упорами в верхней части и установлен с возможностью независимого перемещения и торцового взаимодействия с верхней частью ударника .

Источники информации, принятые во Внимание при экспертизе

.1

фиг.2