Подводный электромагнитный молот Советский патент 1981 года по МПК E21B7/12 

(54) ПОДВОДНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬЩ МОЛОТ

I

Изобретение относится к буровой технике а именно к техническим средствам для неглубокого Г70ДВОДНОГО бурения и отбора проб со дна моря..

Известны электромагнитные молоты для сваебойных работ, содержащие статор с катушками и боек-сердечник, включающиеся с помощью датчиков положеиия |1.

Недостатком молотов является невозможность использования в подводных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромагнитный молот в подводном исполнении, содержащий корпус, наковальню, жестко соединенную с буровым инструментом, статор с катушками и боек-сердечник J2J.

Недостатком известного подводного электромагнитного молота является то, что вес статора искусственно завышается до величины, -численное значение которой должно превышать таковое усилие электромагнитной катушки рабочего хода, либо используется мощность катушки, уменьшенная против возможной конструктивно. Как увеличение веса статора, так и уменьшение мощности электромагнитной катушки

снижают эксплуатациониые качества электромагнитного молота и особенно сказываются на эффективности подводного электромагнитного молота, управляемого дистаиционио и теряющего часть веса за счет водоизмещения.

Цель изобретения - повышение производительности молота за счет максимального использования конструктивной мощности катушки при заданном весе статора.

Эта цель достигается тем, что верхняя часть наковальни выполнена в виде сердеч10ника и размещена в полости катушки для включения в магнитную Цепь статора на время каждого рабочего хода.

На чертеже изображен молот, общий вид, в разрезе.

Подводный электромагнитный молот соtsдержит статор , 1, который состоит из двух электромагиитиых катушек, размещенных в одном ярме - магнитопровода с полюсами. В полости статора 1 размещен со свободой осевого перемещения боек-сердечник 2. Наковальня 3 жестко соедииеиа с буровым

20 инструментом и с корпусом 4 (в случае примеиения герметичного корпуса, не связанного жестко со статором).

Верхняя катушка статора 1 обеспечивает движение бойка 2 вверх и является катушкой холостого хода.

Нижняя катушка статора I обеспечивает движение бойка 2 вниз и является катушкой рабочего хода.

Наковальня 3 жестко соединена с буровым инструментом к с днищем корпуса 4 и имеет форму нсполнения, обеспечивающую как выполнение обычных функцнй наковальми по передаче удара от бойка буровому инструменту, так и функции замка или сцепления , соединяющего наковальню со статором на время рабочего хода.

Наковальня 3 выполнена в форме сердечника, имеющего диаметр, соответствующий днаметру внутреннего отверстия нижней катушки, и длину (высоту) , достаточ. ную для захвата наковальнн магнитным полем этой катушки, причем наковальня должна изготавливаться из мягкомагнитной стали.

Молот работает следующим образом.

Для включения и переключения верхней н нижней катушек статора 1 используются датчики положения, программные и иные известные способы и устройства. За время действия электромагнитные катушки статора I перемещают возвратно-поступательно (вверх-вниз) боек-сердечник 2, который наносит удары по наковальне 3, пронзводя полезную работу.

При холостом ходе бойка 2 вверх реакция статора 1 воспрннимается корпусом 4 н буровым инструментом.

Прн рабочем ходе (при разгоне) бойка вниз реакция статора гасится только его собственным весом и весом соединенных с ним деталей. Относительио бурового инструмента статор должен иметь свободу перемещения, необходнмую для забивання бурового инструмента в грунт.

Прн включении магиитного поля, разгоняющего боек 2, одновременно включается магнитное поле, захватывающее и притягивающее наковальню 3 к статору 1 (или наоборот - притягивающее статор к наковальне). Прн этом масса и вес в воде взаимосвязанных частей конструкции - тора, наковальни, бурового ннструмента и наружного корпуса (при налнчии свободы перемещения статора относнтельно наруж ногр корпуса) - воспринимающих реакцию э- ектромагнита при разгоне бойка, увеличнвается более, чем вдвое. Соответственно создается возможность применения электромагнитной катушки с мощностью, увеличенной примерно вдвое, либо соответствующего уменьшения веса статора без изменения мощности катушек.

Переключающее приспособление должно в любом случае обеспечивать захват наковальки магнитным полем одновременно с захватом бойка при его разгоне вннз или нескол о ранее и выключение этого магннтного поля перед ударом бойка о наковальню. В результате использования изобретения снижается необходимый вес статора и всего электромагнитного моЗгота прн повышении тяговой силы (мощиости) электромагнитной катушки, что влечет за собой увеличение мощности и- производительности электромагнитного молота.

Техннко-экономнческнй эффект нзобретения выражается в том, что подводные молоты прн неизменном общем весе повышают энергию удара в 1,5-2 раза с соответствующим повышением производительности.

Формула изобретения

Подводный электромагнитный молот, содержащий корпус, наковаальню, жестко соединенную с буровым инструментом, статор с катушками и боек-сердечник, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности молота за счет максимального нспользования конструктивной мощности катушки при заданном весе статора, верхняя часть наковальни выполнена в виде сердечника и размещена в полости катушки для включения в магнитную цепь статора на время каждого рабочего хода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Отчет НИИ маргеофизики, «Южморгео, .Т. 2, Геленджик, 1975.