Пневмоударник Советский патент 1982 года по МПК E21B4/14 

(54) ПНЕВМОУДАРНИК

1

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам пневматических машин ударного действия, и может быть использовано для бурения скважин в крепких и средней крепости горных породах.

Известен пневмоударник, включающий корпус, поршень-ударник, воздухораспределительное устройство и буровую коронку, закрепленную в корпусе соосно с ним посредством шпонки 1.

Недостатком этого пневмоударника является низкая производительность бурения, обусловленная тем, что буровая коронка установлена соосно с пневмоударником и так как периферийные вставки разрушают большую часть забоя, то они притупляются раньше центральной, вследствие чего уменьшается скорость бурения.

Пневмоударное бурение относится к ударно-врашательному способу бурения, при котором основное разрушение породы происходит во время удара. В период между ударами коронка, прижатая к забою скважины, враш,ается вокруг оси и хотя разрушение породы в этот период незначительно, происходит существенный износ твердосплавных вставок из-за трения между ними и забоем

скважины. В указанном пневмоударнике коронка закреплена жестко (не может свободно вращаться), вследствие чего она изнашивается в периоды между ударами, что снижает скорость бурения и эксплуатационную стойкость коронок. Низкая эксплуатационная стойкость коронок обусловлена также неравномерностью нагружения твердосплавнь1х вставок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневмоударник, состоящий из .корпуса, буксы, воздухораспределительного устройства, поршня-ударника и рабочего инструмента, состоящего из двух буровых коронок - опережающей и расширяющей, закрепленных последовательно в корпусе на одной оси с ним 2.

Недостатком этого пневмоударника является низкая производительность бурения, так как данная конструкция не обеспечивает

20 равномерного износа коронок, а именно: расширяющая коронка, предназначенная для бурения большей части забоя скважины, при тупляется значительно раньше опережающей и с увеличением площадки притупления лезвий расширяющей коронки уменьшается

скорость бурения, непроизводительно затрачивается время на частую замену коронок. Кроме того, низкая эксплуатационная стойкость коронок, обусловленная неравномерностью нагружения твердосплавных вставок, а также тем, что коронка не может свободно вращаться относительно пневмоударника, вследствие чего она изнашивается в период между ударами, что также снижает скорость бурения.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости коронок и производительности бурения.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмоударнике, содержашем цилиндр, поршень-ударник, воздухораспределительное устройство, буксу и рабочий инструмент, состоящий из нескольких буровых коронок с хвостовиками, в буксе выполнены несколько гнезд, оси которого параллельны оси пневмоударника, при этом в гнездах размещены хвостовики буровых коронок.

На фиг. I - изображен пневмоударник, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Пневмоударник содержит цилиндр 1 с порщнем-ударником 2 и воздухораспределительным устройством 3, буксу 4, в которой выполнены два гнезда 5 параллельно оси пневмоударника для крепления в них шпонкой 6 буровых коронок 7 с твердосплавными вставками 8. На хвостовиках 9 буровых коронок 7 для этого выполнена кольцевая проточка 10.

Пневмоударник работает следующим образом.

Так как буровые коронки 7 расположены параллельно оси пневмоударника, то они при эксплуатации совершают поступательное движение по окружности вокруг центра скважины. Наличие кольцевой проточки 10 на хвостовиках 9 коронок 7 позволяет им, кроме поступательного движения по окружности, свободно вращаться вокруг своей оси. Это вращение обеспечивается взаимодействием гюродоразрушающих элементов 8 коронки 7 и забоя скважины. Таким образом, каждая твердосплавная вставка 8, которыми армирована буровая коронка 7, находясь в движении вокруг оси скважины и оси коронки 7, перемещается по все.му забою как

в тангенциальном, так и в радиальном направлении.

Каждая твердосплавная вставка 8 разрушает породу в центре скважины и на ее периферии, в результате чего износ всех твердосплавных вставок 8 практически одинаков и снижается рост площадки притупления твердосплавных вставок, что позволяет повысить скорость бурения. Кроме того, предлагаемая конструкция пневмоударника значительно снижает износ твердосплавных вставок в период между ударами, так как коронки могут свободно вращаться вокруг оси, что замедляет процесс притупления и повыщает эксплуатационную стойкость коронок и скорость бурения. Предлагаемая

5 конструкция пневмоударника позволяет уменьщить износ коронок по диаметру, так как в бурении периферии скважины принимают участие все твердосплавные вставки. Уменьшение износа по диаметру также способствует увеличению скорости бурения и

эксплуатационной стойкости коронок.

Таким образом, предлагаемая конструкция пневмоударника и коронок позволяет более эффективно использовать твердосплавное вооружение коронок, повысить скорость бурения и эксплуатационную стойкость коронок.

Формула изобретения

Пневмоударник, содержащий цилиндр, буксу, воздухораспределительное устройство, поршень-ударник, рабочий инструмент, состоящий из нескольких буровых коронок с хвостовиками, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости и производительности бурения, в буксе выполнены несколько гнезд, оси которых параллельны оси пневмоударника, при этом в гнездах размещены хвостовики буровых коронок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 200534, кл. Е 21 С 3/24, 1965 (прототип).