Ударное устройство Советский патент 1981 года по МПК E21B4/14 

(54) УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к бурению горных пород и может быть использовано для ликвидации прихватов буриль ной колонны. Известно ударное устройство, вклю чающее корпус, в верхней части которого закреплен переводник с концентричным цилиндрическим выступом в нижней зго части, ударник, вьшолненный в виде гильзы и установленный в корпус с зазором, и наковальню, выполненную в виде стакана, внутренняя полость которого сообщена посред ством окон с внутрикорпусным Пространством 1 . Недостатком известного ударного устройства является низкая эффективность работы из-за слабого использования энергии гидроудара. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет более полного использования энергии гидроудара . Указанная цель достигается тем, что в ударном устройстве, включающем корпус, в верхней части которого закреплен переводник с концентричным цилиндрическим выступом в нижней его части, ударник, выполненный в виде гильзы и установленный в корпус с зазором, и наковальню, выполненную в виде стакана, внутренняя полость которого сообщена посредством окон с внутрикорпусным пространством, в средней части внутренней полости ударника выполнена перегородка с отверстием, разделяющая эту полость на две камеры, причем диаметр нижней камеры больше диаметра верхней камеры, ударн.ик и выступ переводника взаимодействует своими боковыми поверхностями в крайнем верхнем положении ударника, а наковальня установлена с возможностью ограниченною осевого перемещения. .На чертеже изображено ударное устройство, общий вид. Устройство включает корпус 1, верхний переводник 2 с выступом 3 в нижней части/ наковальню 4 с боковыми окнами и полый ударник 5 с перегородкой с отверстиями 6 в средней части. Ударник 5 свободно размещен в корпусе 1, а наружная поверхность выступа 3 взаимодействует с внутренней боковой поверхностью ударника 5 в верхнем крайнем положении ударника. Перегородка с отверстием 6 делит внутреннюю полость ударника 5 на две камеры, причем диаметр нижней кгшеры больше диаметра верхней (D,j D), а длины камер принимаютс такими, что обеспечивается время для ф01Жирования волны давления. Устройство работает следующим образом. При спуске устройства в скважину наковальня 4 и ударник 5 перемещают ся вниз. При этом промывка забоя скважины осуществляется через увеличенный зазор Z мехсду наружной поверхностью выступа 3 верхнего переводника 2 и внутренней поверхностью верхней камеры ударника 5, через кольцевое пространство между корпусом 1 и наружной поверхностью ударника 5 и далее через боковые окна наковальни 4. При создании осевой нагрузки кор пус 1 перемещается вниз. При этом зазор Z уменьшается и возникает перепад давления между внутренней и наружной поверхностью ударника 5, Так как диаметр нижней камеры ударника больше диаметра верхней (D D то под действием перепада давления начинается движение уда эника 5 ввер При.этом выступ 3 верхнего переводника входит во внутреннюю полость верхней камеры ударника 5 и перекры вает проход жидкости через з-азор Z, а из нижней камеры .ударника начинае ся истечение жидкости и падение дав ления. В верхней камере в это время формируется волна повышенного давления, которое через определенное время, определяемое скоростью распространения волны давления в жидко ти и длиной камеры, действует на нижнюю поверхность верхней камеры. Возникшее усилие перемещает ударник 5 вниз. При этом зазор Z увеличивается. В конце хода осуществля ется удар ударника 5 по наковальне При этом прекращается истечение жидкости из нижней камеры и образуется гидравлический удар, волна повышенного давления через некоторое время, определяемое длиной нижней камеры ударника Ь и скоростью распространения, волны давления в жидкости, воздействует на верхнюю поверхность нижней камеры и перемещает ударник 5 вверх. Далее процесс повторяется. Изобретение позволяет увеличить эффективность, работы ударного устройства. Формула изобретения Ударное устройство, включающее корпус, в верхней части которого закреплен переводник с концентричным цилиндрическим выступом в нижней его части, .ударник, выполненный в виде гильзы и установленный в корпусе с зазором, и наковальню, выполненную в виде стакана, внутренняя полость которого сообщена посредством ОКОН- с внутрикорпусным пространством, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет более полного использования энергии гидроудара, в средней части внутренней полости ударника выполнена перегородка с отверстием, разделяющая эту полость на две камеры, причем диаметр нижней камеры больше диаметра верхней камеры, ударник и выступ переводника взаимодействуют своими боковыми поверхностями в крайнем верхнем положении ударника, а наковальня установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 243535, кл. Е 21 В 1/06, 1968.