Отражатель волновой энергии для гидроударника

 

ОТРАЖАТЕЛЬ ВОЛНОВОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ГИДРОУДАРНИКА, содержащий корпус, отражающий элемент и кансшы для прохода промывочной жидкости, о т л и чаю . щийся тем, что, с целью увеличения коэффициента отр€1жения волновой энергии и снижения гидравлических сопротивлений, отражающий элемент выполнен в виде полого цилиндра с многозаходн у|и винтовыми высту- . пами на боковой поверхности и образует с корпусе многоэахрдныевинт.овые каналы для прохода промывочной . жидкости. .,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

as> (ап

3(ß) Е 21 В 4 14

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 340з 617/22-03 (22) 02,03.82 (46) 07.09.83.. )3юл Р 33 .(72) A.Í.Äàðèäåíêî и A.A.Kîæåâíèêîý . (71.) Днепропетровский ордена Трудово го Красного Знамени горный институт им.Артема (53) 622. 243.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 259754, кл. Е 21 В 4/14, 1968.

2. Авторско свидетельство СССР

9 615189, кл. Е 21 В 4 14,, 1976 (прототип) (54) (57) ОТРАЖАТЕЛЬ ВОЛНОВОЙ ЭНЕРГИИ

ДЛЯ ГИДРОУДАРНИКА, содержащий коРпУс, отражающий элемент и каналы для про- хода промывочной жидкости, о т л и— ч а ю. шийся тем, что, с целью увеличения коэффициента отражения волновой энергии и снижения гидравлических сопротивлений, отражающий элемент выполнен s виде полого цилиндра с многоэаходными винтовыми высту- . пами на боковой поверхности и обраэует с корпусам многоэаходные винтовые каналы для прохода промывочной жидкости.

1040107

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано.при гидроударном бурении скважины на твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые. известен жесткий отражатель, пред- 5 ставляющий собой тупиковый отрезок трубы с внутренним каналом, совпадающим по сечению с питательньм трубопроводом fl) .

Жесткие отражатели повышают энергию и частоту ударов гидроударных буровых машин, однако большие размеры, сложность конструкции, а также увеличение вибраций бурильной колонны снижают их положительные качества и 15 препятствует широкому примененив. 1

Указанные недостатки устранены в волновых отражателях, у которых тупиковая отражательная камера выпал" ,нена из эластичного материала. . у0

Известен также отражатель волновой энергии,цля гидроударника, содержащий корпус, отражающий элемент и каналы для прохода промывочной жидкости (2) .

Тупиковая отражательная камера известного устройства выполнена в виде эластичной манжеты, полностью перекрывающей канал прохода жидкости к гидроударнику.

При подаче промывочной жидкости необходимо развивать дополнительное давление для сжатия манжеты и открытия прохода жидкости к гидроударнику. Следовательно, в этом случае отражатель гидравлических волн :35 выступает как дополнительное гндрав ическое сопротивление. При работе.

Г ,гидроудраника волны подходят к тупи1ковой полости отражателя, при этом нижний торец манжеты прижимается к 40 поверхности корпуса, препятствуя, рассеиванию волн, .тем самым снова создавая .условия .для повышения дав-. ления (гидроудар) .

Кроме того, максимальное отраже- 45 ние будет при условии, что граница раздела сред находится строго перпен дикулярно фронту распространения волны, Целью изобретения является увели- 50 чение коэффициента отражения волно- вой. энергии и снижение гидравлических сопротивлений, ° t

Цель достигается тем, что в отра- 55 жателе волновой энергии для гидроударника содержащем корпус, отражающий элемент и каналы для прохода промывочной жидкости, отражающий элемент выполнен в виде полого цилиндра 60 с многозаходными винтовыми выступами на боковой поверхности и обрааует с корпусом многозаходные винтоиые каналы для прохода промывочной,жидкости.

На фнг,1 изображен отражатель волновой энергии для гидроударника, общий виду на фиг.2. — то же, вид сверху.

Отражатель волновой энергии. состоит из переходника 1 с каналами 2, для прохода промывочной жидкости, корпуса 3, отражающего элемента в виде полого цилиндра 4 с многозаход-. ными винтовыми вытсупами 5 на боковой поверхности, образующего с корпусом многозаходные винтовые каналы

6 для прохода промывочной жидкости.

Отражатель волновой энергии работает следующим образом.

Промывочная жидкость, протекая по каналам 2 переходнйка 1, по ка« налам б, образованным многозаходными винтовыми выступами 5 и корпусом 3, достигает гидроударника (не показан), который начинает работать.

Образующиеся при -этом волны распространяются вверх по промывочной жидкости, достигают плоского торца цилиндра 4, отражаются от него, возвращаются к гидроударнику в момент фазы рабочего хода и тем,самым увеличивают энергию и частоту удара бойка гидроударника °

При падении плоской волны на границу раздела сред она отражается и частично проходит в другую среду, воздействуя на цилиндр, представля-. ющий упругую камеру с определенньщ объемом (полый или полость заполне-: на упругим материалом),. Дополнительное давление, появляющееся в результате воздействия волны сжатия, обра зующейся при гидроударе, заставляет цилиндр уменьшить свой объем в меньшую сторону, что приводит к уменьшению количества жидкости, поступающей к гидроударнику. Давление, образованное волной разрежения, увеличивает объем камеры до величины, больше первоначального объема (при неработающем гидроударнике) а значит. расход жидкости, поступающей к гидро- ударнику, увеличивается, что повышает КПД гидроудраника без увеличе-, ния,затрат гидравлической .энергии.

При прохождении промывочной жидкости по многозаходным винтовым каналам скорость потока увеличивается без возникновения дополнительных . гидравлических сопротивлений, сни.жащих эффективность работы, что позволяет значительно увеличить эффективность бурения скважин при применении гидроударных буровых машин.

Для предохранения колонны бурильных труб от вибрации, вызванной волнами напряжения, корпус отражателя следует выполнять из виброгасящего материала.

По типу применяемого материала возможны несколько вариантов волно1040107

Составитель A.Ñåðãà÷åâ

Редактор Н.Джуган Техред Т..Маточка Корректор В. Бутяга Заказ 6845/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 вого отражателя; а, именно: отражающий элемент может быть выполнен из металла, из эластичного материала или комбинированным (полый цилиндр из металла, а многозаходные винтовые вытсупы и. торец иэ эластичного 5 материала) .

Изготовление отражающего элемента из металла позволяет значительно: повысить ресурс его работы. ОДнако такое исполнение требует расчета . . 10 толщины стенок цилиндра, исходя из

„конкретных условий бурения.

Изготовление отражающего элемен-та нэ эластичного материала поэзо-; 5 ляет сократить расход металла. Кроме того, такая конструкция может рабо",. тать даже при незначительных величинах энергии отраженной волны.

Комбинированный отражающий. элемент является универсальным, так как совмещает в себе положивельные стороны первого и второго вариантов. Кроме того, по мере выхода из строя иэ-за абразивного износа многозаходных винтовых выступов они легко могут быть реставрированы.. . Применение предлагаемой конструкции отражателя волновой энергии поз- воляет повысить коэффициент Полезно ! го действия гидроударников до 35%.,,увеличить глубину применения гидроударников и снизить поломки труб.