Погружная гидроударная машина

 

Изобретение относится к глубокому геологоразведочному бурению в скважинах малого диаметра и позволяет повысить надежность и эффективность работы машины. Для этого наковальня 9 с установленным внутри нее толкателем (Т) 10 размещена в верхней части 1корпуса (ВЧК). Механизм поворота породоразрушающего инструмента (ПРИ) выполнен в виде стержня 11 с возвратной пружиной 15, связанного с нижней частью 2 корпуса винтовым соединением с телами качения 13, ас ВЧК - муфтой 20 храпового зацепления и с Т 10 - гидроусилителем 16 с верхним 17 и нижним 18 поршнями. В процессе работы машины размещенный в ВЧК ударник 6 наносит удары по торцу Т 10, перемещая его вниз. Часть энергии ударник 6 передает наковальне 9 при соударении с ней и дальше через нижнюю часть 2корпуса, имеющую переходник 14 под ПРИ. Перемещение Т 10 через гидроусилитель 16 и муфту 20 передается на стержень 11. Муфта 20 предотвращает поворот стержня 11 относительно гайки-ротора 12. Осевое перемещение стержня 11 преобразуется во вращатеW ю эо ел с /« //2/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИОТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (Ю (59 4 Е 21 В 4 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3883601/22-03 (22) 12.04.85 (46) 23.01.87. Бюл. В 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промьппленного объединения "Союзгеотехника" (72) В.А.Васягин, С.М.Рачкин и Ю.Т.Морозов (53) 622.24.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 73349, кл. E 2! В 4/14, !947.

Авторское свидетельство СССР

В 1126680, кл. Е 21 В 4/16, 1983. (54) ПОГРУЖНАЯ ГИДРОУДАРНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к глубокому геологоразведочному бурению в скважинах малого диаметра и позволяет повысить надежность и эффективность работы машины. Для этого наковальня

9 с установленным внутри нее толкателем (Т) 10 размещена в верхней части

1 корпуса (ВЧК). Механизм поворота породоразрушающего инструмента (ПРИ) выполнен в виде стержня 11 с возвратной пружиной !5, связанного с нижней частью 2 корпуса винтовым соединением с телами качения 13, а с ВЧК вЂ” муфтой

20 храпового зацепления и с Т 10— гидроусилителем 16 с верхним 17 и нижним 18 поршнями. В процессе работы машины размещенный в ВЧК ударник 6 наносит удары по торцу Т 10, перемещая его вниз. Часть энергии ударник

6 передает наковальне 9 при соударении с ней и дальше через нижнюю часть

2 корпуса, имеющую переходник 14 под

ПРИ. Перемещение Т 10 через гидроусилитель 16 и муфту 20 передается на стержень 11. Муфта 20 предотвращает поворот стержня 11 относительно гайки-ротора 12. Осевое перемещение стержня 11 преобразуется во вращате12851 льное движение нижней части 2 корпуса. При возврате ударника 6 в верхнее положение пружина 15 возвращает элементы механизма поворота ПРИ в исходное положение. Гидроцилиндр 16 может быть размещен в ВЧК, при этом его поршень 17 может взаимодействовать с нижним торцом Т 10, а поршень 18—

37 с муфтой 20, Нри размещении гидроцилиндра 16 в нижней части 2 корпуса, его поршень 18 жестко связан с фланцем, выполненным на нижнем конце Т

10, а поршень 17 может взаимодействовать со стержнем 11. При этом между фланцем Т 10 и переходником 14 размещена пружина 15. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к погружным гидроударным машинам для бурения скважин по заданным трассам, и может быть использовано, преимущественно, в глубо- 5 ком геолого-разведочном бурении на твердые полезные ископаемые в скважинах малого диаметра.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности погружной гидроударной машины.

На фиг.1 изображен вариант выпол-, нения устройства с размещением гидроусилителя в верхней части корпуса, продольный разрез; на фиг.2 — вариант 15 устройства с размещением гидроусилителя в нижней части корпуса; на фиг.3— разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 — разрез

Б-Б на фиг.2.

Погружная гидроударная машина включает корпус, верхняя часть 1 которого соединена с его нижней частью 2 посредством узла вращения, смонтированного на подшипниках 3.

Внутри верхней части 1 корпуса помещен гидроударный механизм прямого действия, включающий узел клапана с собственно клапаном 4, а также пор..шень-боек 5 с ударником 6, над которым размещена силовая пружина 7, один конец которой закреплен на ударнике

6, а другой соединен с корпусом верхней части 1, причем в последнем для запуска гидроударной машины в работу выполнено шлицевое соединение 8.

В верхней части. 1 находится наковальня 9, внутри которой с возможностью осевого перемещения относительно нее установлен толкатель 10, вы2 полненный выступающим в направлении ударника 6.

В нижней части 2 корпуса машины помещены механизм поворота породоразрушающего инструмента, выполненный в виде установленного с возможностью осевого перемещения стержня 11, связанного винтовым соединением с гайкойротором 12 нижней части 2 корпуса, взаимодействующих между собой через тела качения 13 (например, ролики), и центрирующий переходник 14 под породоразрушающий инструмент, на котором размещена возвратная пружина 15. Переходник 14 соединен с гайкой-ротором

12. Гидроусилитель 16, включающий ь гидроцилиндр, верхний и нижний поршни

17 и 18, может быть введен как в верхнюю 1, так и в нижнюю 2 части разъемного корпуса гидроударной машины.

Верхняя часть 1 разъемного корпуса машины соединена с бурильной колонной посредством центрирующего переходника 19.

В варианте устройства с размещением гидроусилителя в верхней части 1 корпуса машины толкатель 1Q нижним торцом свободно опирается на верхний поршень 17 гидроусилителя 16, под нижним поршнем 18 которого расположена муфта

20. Один конец стержня 11 механизма поворота находится в храповом зацеплении с муфтой 20, имеющей возможность осевого перемещения относительно наковальни 9 посредством шлицевого соединения 21. На втором конце стержня 11 закреплена возвратная пружина 15.

Погружная гидроударная машина работает следующим образом.

3 1285

При резкой постановке машины на забой скважины шлицевое соединение 8 смыкается, поршень-боек 5 с ударником

6 отбрасывается силовой пружиной 7 вверх до встречи с клапаном 4, который5 перекрывает поток промывочной жидкости. Под давлением возникающего при этом гидравлического удара система клапана 4 — поршень-боек 5 — ударник

6 с нарастающей скоростью движется !О вниз и ударник 6 после отсечения от него клапана 4 наносит удар по выступающему верхнему торцу толкателя 10, вынуждая последний к осевому перемещению вниз, и одновременно сжимает 15 силовую пружину 7.

Часть энергии ударник 6 передает наковальне 9 при дальнейшем соударении с ней.

Толкатель 10, в свою очередь, вы- 2О нуждает перемещаться поршень 17 и 18 гидроусилителя 16, вызывающие за счет разницы своих площадей мультипликацию осевого усилия, которое передается на стержень ii через муфту 20.

Муфта 20 обеспечивает осевое перемещение стержня 11, одновременно цредотвращает поворот последнего относительно гайки-ротора 12. В механизме поворота осевое перемещение стержня 11 ЗО преобразуется во вращательное движение гайки-ротора 12 и связанного с ней переходника 14. При этом винтовой стержень 11 сжимает возвратную пружину 15.. 35

После отсечения и остановки клапана 4 проход для промывочной жидкости вновь открывается, ее давление падает и после поворота гайки-ротора 12 с переходником 14 пружины 7 и 15 воэвра-40 щают систему в исходное положение.

При этом муфта 20 за счет храпового соединения со стержнем 11 допускает поворот последнего при его возвращении в исходное положение. 45

При встрече поршня-бойка 5 с клапаном 4 проход жидкости вновь перекрывается, и цикл повторяется.

В варианте машины с размещением гидроусилителя в нижней части 2 кор- 5О пуса толкатель 10 представляет собой трубу, к нижнему торцу которой жест-. ко присоединен фланец 22, одна сторона которого опирается на пружину

15, а другая сторона фланца 22 жестко55 соединена с нижним поршнем 18 гидроусилителя 16, верхний поршень 17 которого сочленен со стержнем 11 меха!

37 4 низма поворота. Стержень 11 находится в храповом зацеплении с муфтой 20, опирающейся на пружину 23 (находится в сжатом состоянии) и имеющую возможность осевого перемещения посредством шлицевого соединения 21 относительно наковальни 9.

После нанесения ударником 6 удара по выступающему верхнему торцу толкателя 10 последний перемещается вниз.

При этом соединенные с фланцем 22 толкателя 10 нижний поршень 18 также перемещается вниз, а пружина 15 сжимается. Освобожденная пружина 23 разжимается и за счет своего усилия перемещает вниз в шлицевом соединении

21 муфту 20. Последняя, находясь в храповом зацеплении со стержнем 11 механизма поворота, перемещает его вниз и одновременно допускает его проворот. Вместе со стрежнем 11 перемещается вниз и верхний поршень 17.

При соударении ударника 6 с наковальней 9 ей передается часть энергии удара. После отскока ударника 6 от наковальни пружина 15 разжимается, вынуждает поршни 17 и 18 гидроусилителя 16 переместиться вверх, при этом за счет разницы их площадей создается мультиплицированное осевое усилие, которое передается на винтовой стержень 11. Муфта 20 обеспечивает осевое перемещение последнего, предотвращая его проворот относительно гайки-ротора 12 и сжимая пружину 23. Осевое перемещение стержня 11 преобразуется в механизме поворота во вращательное движение гайки-ротора 12 и связанного с ней переходника 14 ° При последующем ударе ударника 6 по наковальне цикл повторяется.

Формула и з обретения

1. Погружная гидроударная машина, содержащая корпус, нижняя часть которого с переходником под породоразрушающий инструмент установлена с воз-. можностью вращения относительно верхней части корпуса с размещенным в ней гидроударным механизмом, механизм поворота породоразрушающего инструмента и наковальню, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, наковальня размещена в верхней части корпуса и снабжена толкателем, установленным внутри наковальни с возможноУ ,У

1/ б-б

Составитель А.Сергачев

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Патрушева

Заказ 7619/34 Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1285 стью возвратно-поступательного осевого перемещения и взаимодействия с ударником гидроударного механизма, а механизм поворота породоразрушающего инструмента выполнен в виде стержня с возвратной пружиной, связанного с нижней частью корпуса винтовым соединением, с верхней частью корпуса— муфтой храпового зацепления и с толкателем — гидроусилителем с верхним и 10 нижним поршнями.

2. Машина по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что гидроусилитель расположен в верхней части корпуса, причем верхний поршень гидроусилителл 15 установлен с возможностью взаимодействия с нижним торцом толкателя, а

}37 6 нижний поршень — с муфтой храпового зацепления.

3. Машина по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что гидроусилитель расположен в нкжней части корпуса, а HHKHHA конец толкателя выполнен с с фланцем, жестко связанным с нижним поршнем гидроусилителя, верхний поршень которого установлен с возможностью взаимодействияс упомянутым стерж нем, причем возвратная пружина рве" мещена между фланцем толкателя и упомянутым переходником.

4. Машина по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что винтовое соединение стержня с нижней частью корпуса выполнено с телами качения.