Погружной пневмоударник

 

ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК, включающий ударный поршень и наковальнюС центральными каналами, центральную воздухораспределительную золотниковую втулку и упоры в цент ,ральных каналах для ограничения осевого перемещения золотниковой втулки , отличающийся тем, что, с целью повьшения эксплуатационной Надежности, упоры снабжены подпружиненной разрезной муфтой. которая сопряжена своей наружной поповерхНостью с поверхностью центг рального канала, и упорной втулкой, которые установлены с возможностью осевого перемещения и взаимодействия при помощи наружной поверхности втулки и внутренней поверхности муфты, которые выполнены коническими, при этом площадь поперечного сечения упорной втулки равна площади поперечного сечения золотниковой втулки, а тангенс ей угла наклона когщческих поверзшостей муфты и втулки определен соотношением

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И3ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHONY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ф ! 1Ь-—

2 (21) 3788923/22-03 (22) 13.06,84 (46) 23.12.85. Бюл. N - 47 (71) Туркменский научно-исследовагельский геологоразведочный институт (72) Г,И. Антонов (53) 622 ° 233.52-85. (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 899896, кл. Е 21 С 3/24, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 1060792, кл. Е 21 С 3/24, 1982. .(54)(57)ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК, включающий ударный поршень и наковальню;с центральными каналами, центральную воздухораспределительную золотниковую втулку и упоры в цент,ральных каналах для ограничения осевого перемещения золотниковой втулки, отличающийся тем, что,. с целью повышения эксплуатационной надежности, упоры снабжены подпружиненной разрезной муфтой, (51) 4 E 21 С 3/24; Е 21 В 4/14 которая сопряжена своей наружной поповерхностью с поверхностью цент-, рального канала, и упорной втулкой, которые установлены с возможностью осевого перемещения и взаимодействия

:при помощи наружной поверхности втул- ки и внутренней поверхности муфты, которые выполнены коническими, при этом площадь поперечного сечения упорной втулки равна площади поперечI ного сечения золотниковой втулки, а тангенс g oC угла наклона коНических поверхностей муфты и втулки определен соотношением где à — коэффициент трения в сопряжениях поверхностей втулки, муфты и центрального канала; ш — масса золотниковой втулки;

m(— масса муфты.

1199936

Изобретение относится к устройствам для глубокого бурения и может быть использовано при бурении разведочных, взрывных и эксплуатационных скважин.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 показан погружный пневмоударник в рабочем положении, общий вид в разрезе; на фиг, 2 — муфта устройства, общий вид; на фиг. 3 хема сил, действующих на муфту и втулку устройства.

25

Пневмоударник имеет цилиндр 1, 15 поршень-ударник 2 с центральными каналами 3 и 4 и каналами 5 — У, золотниковую втулку 8, буферную ка" меру 9, наковальню 10 с центральным каналом ll, переходник 12, втулку корпуса 13. Буферная камера 9 имеет центральный канал 14 с боковыми окнами 15. Полость а, расположенная выше буферной камеры 9, сообщается с подающей воздух магистралью. Верхняя часть поршня-ударника 2 выполнена ступенчатой. Верхняя ступень (хвостовик) 16 имеет проточку 17 и сопрягается своей наружной поверхностью с поверхностью канала 14 буферной камеры 9. Вторая ступень 18 поршняударника 2 в процессе работы сопрягается с внутренней поверхностью буферной камеры 9. Полость цилиндра, ограниченная верхней частью поршняударника 2 и нижней частью буферной камеры 9, образует верхнюю камеру б.

Верхняя часть центрального канала

4 выполнена ступенчатой и имеет упор

19. В этой части установлены упругий элемент 20, выполненный иэ резины, 40 муфта 21 и втулка 22. Внутренняя поверхность муфты 21 выполнена конусной и сопрягается с конусной поверхностью, выполненной на наружной поверхности втулки 22. Муфта 21 имеет 45 продольный сквозной вырез 23, обеспечивающий постоянство площадей поперечных сечений на всей ее длине (фиг. 2). Своей наружной поверхностью муфта 2l сопрягается с поверхностью верхней части канала 4 с возможностью осевого перемещения, В центральном канале 4 установлена с возможностью осевого перемещения золотниковая втулка 8. Ее перемещение вверх ограничи- 55 вается втулкой 22, вниз кольцом 24, установленным в кольцевой проточке нижней части канала 4. На наружной поверхности.золотниковой втулки 8 выполнена проточка 25. Причем площадь поперечного сечения золотнико" вой втулки 8 равна площади поперечного сечения втулки 22.

В процессе работы золотниковая втулка 8 своей наружной поверхностью нижней части сопрягается .с поверхностью центрального канала ll наковальни 10„ Полость цилиндра, ограниченная нижней частью поршня-ударника 2 и верхней частью наковальни

10, образует нижнюю камеру в. Центральный канал 4 поршня-ударника со-, общается каналами 7 с камерой в, каналами 5 — с камерой б и каналами 6 с центральным каналом 3. Выходы каналов 5-7 в канал 4 выполнены на разных уровнях. Центральный канал 11 наковальни 10 имеет упор 26, на котором установлены упругий элемент

27, выполненный в виде резиновой втулки, муфта 28 и втулка 29. Конструкция и размеры муфты 28 и втулки 29 аналогичны муфте 21 и втулке

22. Своим нижним концом наковальня

10 сопрягается с хвостовиком 30 буровой коронки (не показана), размещенным во втулке корпуса 13, Площадь поперечного сечения упорной втулки равна площади поперечного сечения эолотниковой втулки, а угол наклона конических поверхностей муфты и втулки определяется выражением

$(g в

И

2 где f — коэффициент трения в сопря- жениях поверхностей втулки, муфты и центрального канала;

m — масса золотниковой втулки, m, — масса муфты.

Погружной пневмоударник работает следующим образом.

В процессе работы, при нахождении поршня-ударника 2 и эолотииковой втулки 8 в нижнем положении, верхняя камера б сообщается с атмосферой посредством каналов 5, 4 и Il (фиг. 1). Нижняя часть золотниковой втулки 8 размещается в канале 1.1 наковальни 10. Нижняя камера в сообщается посредством канала 7, проточки

25, каналов 6, 3 и 14, окон l5 с камерой а. Сжатый воздух из магистрали поступает в камеру в и переме9936 4 ковая втулка .перекрывает в канале 4 канал.7 и сообщает проточкой 25 каналы 5 и 6. Под!воздействием сжатого воздуха в буферной камере 9 поршень ударник перемещается вниз. В первой половине своего хода вниз нижняя кромка проточки 17 выходит из канала

14 в полость камеры б и сжатый воздух поступает по проточке 17 из камеры а в камеру б. При дальнейшем перемещении вниз верхняя кромка ступени 16 поршня — ударника перемещается ниже верхних окон 15 и сжатый воздух из камеры а поступает по ка- налам 14, 3 и 6, проточке 25 и каналам 5 в камеру б.

119

35 щает поршень-ударник 2 с эолотниковой втулкой 8 вверх. Во второй половине своего хода поршень-ударник 2 своей второй ступенью 18 входит в сопряжение с внутренней поверхностью буферной камеры 9. Одновременно верхняя кромка проточки 17 перемещается выше нижних кромок окон 15. В это время нижняя кромка проточки 17 находится в камере б и сжатый воздух !О из камеры а начинает поступать по проточке 17 в камеру б. Одновременно верхняя кромка первой ступени !

6 поршня-ударника 2 перемещается выше верхних кромок окон 15 и пере- 15 крывает поступление сжатого воздуха из камеры а в канал 14, а золотниковая втулка 8 выходит из сопряжения .с каналом 11 наковальни 1О и сжатый воздух из камеры в начинает 20 поступать в канал 11 .

При дальнейшем перемещении поршня-ударника 2 вверх нижняя кромка проточки 17 перемещается в полость канала 14 буферной камеры 9 и в ка- . 25 мере б буферной камеры начинает сжиматься находящийся там сжатый воздух.

Происходит торможение поршня-ударника 2, в процессе которого золотниковая втулка 8 перемещается вверх от30 носительно поршня-ударника и наносит удар по втулке 22 упора. Энергия удара поглощается работой сил трения в сопряжениях втулка 22 — муфта 21 и муфта 21 — поверхность канала, что предотвращает отскок золотниковой втулки от упора, и, при перемещении поршня — ударника 2 вниз, золотниковая втулка 8 находится в;своем верх- . нем положении относительно, поршня — 40 ударника 2 ° В этом положении золотниВ то же время верхняя- кромка проточки 17,перемещается ниже нижних кромок окон 15, а ступень 18 поршняударника выходит из сопряжения с внутренней поверхностью буферной ка.меры 9. Дальнейшее перемещение поршня-ударника вниз обеспечивается сжатым воздухом, поступающим в камеру б иэ камеры а. При перемещении.поршня-ударника вниз воздух из камеры в вытесняется через -канал 11 наковаль" ни в атмосферу. В конце своего хода вниз поршень-ударник 2 наносит удар по наковальне и золотниковая втулка

8 силами инерции перемещается вниз, входит в сопряжение с поверхностью канала 11 и наносит удар по втулке

29. Энергия удара поглощается работой сил трения в сопряжениях втулка

29, — муфта .28, муфта 28 — поверхность канала 11 и эолотниковая втулка

8 занимает свое нижнее положение относительно поршня-ударника 2. Далее цикл повторяется.

1199936 !

2 г

z2 г

В11ИИПИ Заказ 7842/37 Тир m 481 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4