Расширитель скважин

 

1. РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН,включающий корпус с ударными поршнями, буровыми коронками и уплотнением, крышку корпуса с переходником и воздухораспределительной коробкой, направляющий элемент с центральным каналом и с размещенными на нем клапаном и седлом клапана, передний и задний направлякхцие фонари, отличающийся тем, что, с целью повьвпения надежности работы, в корпусе выполнено центральное резьбовое гнездо, в крьшке - центральное отверстие, а направляющий элемент Имеет резьбовой хвостовик, размещенный в резьбовом гнезде, и бурт, установлеинь над крьгакой, при 3toM уплотнение размещено между резьбовым хвостовиком и корпусом, а направляющий элемент, I крышка и седло клапана соединены посредством фиксатора шпоночного типа. 2.Расширитель .по п.1, отличающийся тем, что фиксатор выполнен Г-образной формы. 3.Расширитель; по п.1, отличающий с я тем, что поверхности, прннькаюацлв к уплотнению выполнены с накаткой. О) 4.Расшфитель по п.1, о т л и ч а; ю щ и и с я тем, что центральный канал направляющего злемента имеет форму сопла Лаваля, зауженная часть которого размещена в пределах участка, опасного по концентрации напряжений.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ВСЕС61УЗР. g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1д

А 4А

I r 1 ;

H A8TGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ полнено центральное резьбовое гнездо, в крьппке — центральное отверстие, а направляющий элемент имеет резьбовой хвостовик, размещенный в реэьбовом гнезде, и бурт, установленный над крышкой, при зтом уплотнение размещено между реэьбовыи хвостовиком и корпусом, а направляппций элемент, крьппка и седло клапана соединены по- средством фиксатора шпоночвого типа.

2. Расширитель .но п.1, о т л и— ч а.ю шийся тем, что фиксатор выполнен Г-образной формы.

3. Расширитель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что поверхности, примыкающие к уплотнению выполнены с накаткой.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3578133/22-03 (22) 12.04.83 (46) 15.07.85. Бюл. Ó 26 (72) Н.А.Беляев (71) Институт горного дела СО АН СССР (53) 622.24.051.47 (088.8) (56) 1.Иванов К.Н. и др. Техника бурения при .разработке месторождений по- . лезных ископаемых. M., "Недра", 1974, с. 201-202.

2.Авторское свидетельство СССР и 367240, кл. E 21 В 7/28, 1973 (прототип). (54)(57) 1. РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН,включающий корпус с ударными поршняии, буровыми коронкаии и уплотнением, крышку корпуса с переходником и воздухораспределительной коробкой, направляющий элемент с центральным каналом и с размещенными на нем клапаном и седлом клапана, передний и задний направляющие фонари, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения надежности работы, в корпусе вы„„ДД Я 294, < 1< E 21 В 7/28

4. Распяритель по п.1,: о. т л и ч аю шийся тем, что центральный канал направляющего элемента имеет форму сопла Лаваля, эауженная часть которого размещена в пределах участка, опасного по концентрации напряжений.

I »67

Изобретение относится к буровой технике, конкретно к конструкциям расширителей с ударными механизмами для работы в подземных условиях.

Известны расширители скважин, 5 которые включают несколько пневмоударников, соединенньм коллектором, буровых коронок, передний и задний направляющие фонари 1 3 .

Недостатками таких расширителей являются низкая надежность, долговечность и эффективность. Заметно сокращает срок службы несинхронная ,работа пневмоударников, вызывающая дополнительную вибрацию и значитель- IS ный изгибающий момент, что приводит к поломке направляющих фонарей, буровых коронбк и к появлению трещин в коллекторе, соединяющем пневмоударники. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является расширитель скважин,включающий корпус с ударными поршнями, буровыми коронками и уплотнением, 25 крышку корпуса с переходником и воэдухораспределительной коробкой, направляющий элемент с центральным каналом и с размещенными на нем клапаном и седлом клапана, передний и зад-30 ний направляющие. фонари Р23.

Такой расширитель имеет большой вес, сложен в изготовлении и нена, дежен в .эксп::уатации. Цилиндрическая резьбовая поверхность, в которую вворачивается крышка корпуса, имеет большой диаметр, охватывающий блок рабочих цилиндров, вследствие чего камеры прямого хода ударных поршней имеют дополнительные объемы, увели- 40 чивающие расход воздуха, снижающие надежность запуска и стабильность работы расширителя. Кроме того, боль. шой диаметр крышки не позволяет установить на ней сменный задний направ- 45 ляющий фонарь, не увеличивая габаритов расширителя по длине.

Цель изобретения — повьппение надежности работы расширителей при бурении скважин большого диаметра. 50

Указанная цель достигается тем,,что в расширителе скважин, включающем корпус с ударными поршнями, буровыми коронками и уплотнением, крьппку корпуса с переходником и воздухо- 55

"распределительной коробкой, направляющий элемент с центральным каналом и с размещенными на нем клапаном и сед294 г лом клапана, передний и задний направляющие фонари, в корпусе выполнено центральное резьбовое гнездо, в крьппке — центральное отверстие, а направляющий элемент имеет реэьбовой хвостовик, размещенный в резьбовом гнезде, и бурт, установленный над крышкой, при этом уплотнение размещено между резьбовым хвостовиком и корпусом, а направляющий элемент, крышка и седло клапана соединены посредством фиксатора шпоночного типа. .Фиксатор выполнен Г-образной формы.

Поверхности, примыкающие к уплотнению, выполнены с накаткой.

Центральный канал направляющего элемента имеет форму сопла Лаваля, зауженная часть которого размещена в пределах участка, опасного для концентрации напряжений.

На фиг. 1 изображен расширитель, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1, Расширитель состоит нз корпуса 1 ударных механизмов, крышки 2 корпуса и направляющего элемента 3 с резьбовым хВосТоВНКоМ 4, пропущенным че1 рез центральное отверстие крышки и ввернутым в реэьбовое гнездо 5 корпуса 1. Направляющий элемент 3 имеет бурт 6, прижимающий крышку 2 к корпусу 1. На цилиндрическом пояске направляющего элемента 3 размещено седло клапана 7 и клапан 8. Ход клапана 7 ограничен воздухораспределительной коробкой 9, которая вместе с седлом клапана поджата переходни.ком 10. На крышке 2 установлен задний направляющий фонарь 11, а в корпусе размещены ударные поршни 12, буровые коронки 13 и передний направляющий фонарь 14. Крьппка относительно корпуса зафиксирована пробками 15, которые размещены в рабочих цилиндрах корпуса 1. Уплотнение 16 расположено между торцом хвостовика

4 и резьбового гнезда 5. Поверхности, контактирующие с уплотнением, имеют накатку.

В продольных углублениях.17, выполненных в направляющем элементе, и в углублениях крьппки 2 и седла клапана (не обозначены) установлен фиксатор 18 Г-образной формы шпоночного типа, хвостовик которого расположен с опережением на угол и(по ходу вращения расширителя. Центральный канал 19 направляющего элемента имеет

3 1167 форму сопла Лаваля, зауженная часть которого размещена в .пределах участка, опасного по концентрации напряжений.

Расширитель скважин работает следующим образом.

Крутящий момент от переходника 10 передается на крышку 2 и через пробки 15 — на корпус 1, который соединен с крьппкой направляющим элементом 10

Э, бурт 6 которого прижимает крышку . к корпусу при заворачивании хвостовика 4 в резьбовое гнездо 5.

При работе расширителя клапан 8 перемещается на цилиндрическом пояс- f5 ке направляющего элемента. При положе нии клапана 8, показанного на фиг. 1, воздух для выполнения обратного хода поршней 12 поступает от клапанной щели через центральный канал 19 на- 20 правляющего элемента и канал в корпусе (не обозначен), в камеру под ударными поршнями 12. Для выполнения прямого хода воздух после перекидки клапана 8 проходит через отверстия 25 в седле клапана 7 и крьнике 2 в камеры над поршнями 12. Выхлоп воздуха происходит через окна в стенках рабочих цилиндров корпуса 1. Таким образом, поршни 12 наносят удары по gp буровым коронкам 13.

Надежность фиксации направляющего элемента 3 обеспечивается Г-образным фиксатором 18 шпоночного типа, основание которого устанавливают в одно из 35 гнезд, выполненных в крышке, а головку — в продольные углубления 17. Так как расстояние между осями гнезд не совпадает с расстоянием между продольньвы углублениями, то вероятность совпадения гнезда и углубления после затяжки направляющего элемента

3 повышается. Хвостовик стопора 18 поворачивают по ходу вращения расширителя на некоторый угол о и замыкают стопор гнездом седла клапана 7, при этом его также поворачивают но

294 4 ходу вращения расширителя с целью устранения зазоров и поджатия хвостовика фиксатора 18 в направлении затяжки направляющего элемента 3.

При затяжке переходника 10 усилие передается через воздухораспределитель- ную коробку 9 и седло клапана 7 на хвостовик фиксатора 18, обеспечивая постоянное поджатие и удержание направляющего элемента в затянутом состоянии.

Кроме того, надежность фиксации и эффективность применения элемента

Э дополнительно обеспечивается за счет увеличения сил сцепления уплотнения .1б с контактирующими поверхностями. Для этого поверхность переднего. торца хвостовика 4 и внутреннего торца, образованного резьбовым гнездом 5 корпуса ударных механизмов выполнены с накаткой.

Для повышения надежности и прочности соединительного элемента 3 его центральный канал 19 имеет форму соп" ла Лаваля, зауженная часть которого размещена в пределах участка, опасного по концентрации напряжений. Поскольку элемент 3 имеет небольшие габариты, то проще достигается высокая .чистота поверхности его центрального воэдухоподводящего тракта, эа счет чего уменьшается сопротивление, увеличивается скорость потока воздуха, обеспечивается хорошее наполнение рабочих камер расширителя.

Наиболее эффективно примейение такого расширителя диаметром 280 мм и более. Его применение позволяет повысить надежность его работы за счет увеличения прочности соединитеЛьного элемента и большей надежности фиксации соединения корпуса с крышкой в условиях значительных вибрационных нагрузок при бурении. Кроме того, уменьшится масса и длина расширителя за счет размещения заднего направляющего фонаря на крышке корпуса.

4 167294

Л

18

19

1

12

Фиг.1

116.7 294

Фиг.2

Составитель Л.Черепенкина

Редактор М.Петрова Техред С.йовжий Корректор Г. Решетник

Заказ 4397/32 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",. р.Óæãoðoä, ул.Проектная,4