Расширитель скважин
1. РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН, включающий корпус ударных ме.ханизмов с выхлопными окнами в стенках рабочих цилиндров и размещенными в них ударными поршнями, воздухораспределителькое приспособление с центральным воздухоподводящим каналом и впускными отверстиями, соединяющими центральный воздухоцодводящий канал с камерами холостого хода ударных механизмов, переходник, буровые коронки и передний направляющий фонарь, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности расщирителя, выхлопное окно каждого рабочего цилиндра выполнено соосным с его впускным отверстием камеры холостого хода, причем выхлопные окна размещены наклонно, а угол их наклона tg оС определяют из соотношения S - - где D -диаметр рабочего цилиндра; А - путь ударного порщня под давлением до момента начала выхлона сжатого иоздуха из камеры холостого хода; величина, учитывающая возможные конструктивныеотклонения примыкающего контура впускного отверстия камеры холостото хода относительно передней отсечной кромки порщня; X - часть полной высоты впускного отверстия диаметром d на внутренней стенке рабочего цилиндра, определяемая от момента начала открытия вы.хлопного окна ю отсечной кромкой порщня до полного его (Л открытия, при этом X - (-А ± () -роСУ t)- f fА ± 6f dлD -d- 2. Расщиритель по п. I. or.ii -iaouj,uu ся тем, что в возд хораспрс.кмнтельном приспособлении за ценгр;1,и)Иым воздухою подводящим каналом перед хвостовиком переднего фонаря выполнена выточка, с которой соединены впускные отверстия касо мер холостого хода. 4 СО О
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (511 4 E 21 В 7/28
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3900793/22-03 (22) 04.04.85 (46) 30.11 86. Бюл. ¹ 44 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) H. A. Беляев (53) 622.233.051.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 367240, кл. E 21 В 7/28, 1971.
Авторское свидетельство СССР № 590445, кл. Е 21 В 7, 28, 1976. (54) (57) 1 РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН, включающий корпус ударных механизмов с выхлопными окнами в стенках рабочих цилиндров и размещенными в них ударными поршнями, воздухораспределительное приспособление с центральным воздухоподводящим каналом и впускными отверстиями, соединяющими центральный воздухоподводящий канал с камерами холостого хода ударных механизмов, переходник, буровые коронки и передний направляющий фонарь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности рас1пирн1еля, выхлопное окно каждого рабочего цилиндра выполнено соосным с его впускным отверстием камеры холостого хода, причем выхлопные окна размещены наклонно, а угол их наклона tg сопределяют из соотношения
„„SU„„1273490
З
a(.
ТЛ+ 3)+Х где Э вЂ” диаметр рабочего цилп 1дра:
Л вЂ” п3ть ударного поршня Ho 7 7;I!37снисм до момента нача 7а выхлопа сжатого воздуха из камеры холостого хода;
Π— величина, учитывающая возможные конструктивные. отклонения примыкающего контура впускчого отверстия камеры холосто. о хода относительно передней отсечной кромки поршня;
X. — часть полной высоты впускного отверстия диаметром d на внутренней стенке рабочего цилиндра, определяемая от мо— мента начала открытия выхлопного окна отсечной кромкой поршня до полного его открытия, при этом
2./
1 у д.,А +Б) -Ik4 Й I- <А+б) - -"
D —
2. Расширитель по п. 1. or I, ;:«ащийся тем, что в возду орас1 1ч.1с ll! I87bHQM приспособлении за ценгра.1ьным воздухоподводящим каналом перед хвостовиком переднего фонаря выполнена выточка, с которой сое IHHi.Hbl впускные отверстия камер холостого хода.
1273490
Ы й+ )- J1
g2 2
Изобретение относится к погружным буровым снарядам для образования скважин большого диаметра в подземных условиях путем расширения передовой скважины в породах и рудах средней и высокой крепости,а именно к расширителям скважин с синхронной работой нескольких ударных поршней, обеспечиваемой общим распределительным устройством.
Цель изобретения — повышение надежности расширителя и экономичности его работы.
На фиг. 1 показан расширитель скважин, продольный разрез; на фиг. 2 — расчетная схема для определения угла наклона соосных отверстий к корпусу.
Расширитель состоит из корпуса 1, в стенках рабочих цилиндров которого выполнены выхлопные окна 2 и 3 для выхлопа от— работанного сжатого воздуха соответственно из камер обратного и прямого хода, ударных поршней 4, воздухораспределительного приспособления клапанного типа 5 с центральным воздухоподводящим каналом 6, переднего фонаря 7, установленного в расточке 8 корпуса 1, переходника 9 и буровых коронок 10. Между центральным воздухоподводящим каналом 6 и расточкой 8 выполнена выточка 11, в которую выходят впускные наклонные отверстия 12, соосные с выхлопными окнами 2. Впускные наклонные отверстия 12 (фиг. 2) и выхлопные окна 2 размещены наклонно под заданным углом о к оси корпуса 1. Величина размера Х впускного отверстия 12 равна величине раз мера Х выхлопного окна 2. Размер Х боль ше диаметра d соосных отверстий 2 и 12, поэтому частичное перекрытие поршнем 4 впускных отверстий 12 на величину д" не уменьшает площадь впуска по Х, но существенно сокращает объем камер под торцовой рабочей поверхностью поршней 4, что позволяет сократить расход сжатого воздуха в период работы расширителя. Для обеспечения потоку воздуха плавного перехода от центрального воздухоподающего канала 6 к впускным отверстиям 12 выполнена выточка 11, в которой центральный поток воздуха распределяется по заданным направлениям, число которых равно числу камер под поршнем 4. Вп.. скные отверстия 12 направлены под поршни 4 и имеют гладкую поверхность равного сечения по всей толщине стенки рабочего цилиндра.
Расширитель скважин работает следующим образом.
Сжатый воздух направляется воздухораспределительным приспособлением 5 (фиг. 1) попеременно в камеры рабочего и холостого хода рабочих цилиндров кор10
55 пуса 1 и приводит в возвратно-поступательное движение ударные поршни 4. Для прямого хода ударных поршней 4 сжатый воздух поступает непосредственно из-под клапана воздухораспределительного приспособления 5, а выхлоп производится в конце прямого хода ударных поршней 4 через выхлопные окна 3 камер рабочего хода. Для осуществления холостого хода ударных поршней 4 сжатый воздух поступает в камеры холостого хода под поршни 4 через центральный воздухоподводящий канал 6, выточку 11 и впускные отверстия 12, которые соосны с выхлопными окнами 2, закрытыми поршнями 4 в момент нанесения удара по буровым коронкам 10. В период обратного хода ударных поршней 4, когда передняя отсечная кромка откроет наклонные выхлопные окна 2, происходит выхлоп отработанного воздуха. При прямом ходе ударные поршни 4 наносят удары по буровым коронкам 10, последние разрушают забой расширяемой скважины. Частота нанесения ударов зависит от принятого диаметра D рабочих цилиндров корпуса 1 или их ударных поршней 4. Величина хода ударных поршней 4 ограничивается размером А их пути под давлением до момента начала выхлопа.
Сокращение доли времечи движения поршней при обратном ходе способствует рассчитанное направление наклонных отверстий 2 и 12, угол наклона которых равен,а, устранение сопротивлений в этих отверстиях, уменьшение объема камер холостого хода за счет перекрытия наклонного впускного отверстия ударными поршнями 4 на некоторую величину д и увеличение импульса струи сжатого воздуха под поршнями.
Соотношение указанных линейных и угловых параметров связано математической зависимостью
tg(х . = — — — —, где X. — часть полной высоты соосного наклонного отверстия диаметром на внутренней стенке рабочего цилиндра, определяемая от момента начала открытия отверстий отсечной кромкой поршня до полного его открытия, находят по формуле
Применение предлагаемой математической зависимости обеспечивает рациональное соотношение размеров, влияющих на параметры и режим работы расширителя.
Вращение расширителя производится станками пневмоударного бурения, а его направление в передовой скважине — передним направляющим фонарем 7.
1273490
Составитель Л. Черепснкнна
Редактор M. Келечеш Техред И. Верес Корректор О. Луговая
Заказ 5399/25 Тираж 548 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
