Кольцевой пневмоударник для бурения скважин

 

Изобретение относится к строительству и геологической разведочной технике и повышает производительность бурения путем увеличения ударной мощности . Пневмоударник включает ступенчатый корпус 1, внутри которого установлен ступенчатый ударник (СУ) 2 со сквозным осевым каналом, в который входит воздухораспределительная трубка 3. На внутренних Ш1линдрических поверхностях СУ 2 и большей ступени корпуса 1 выполнены соответст-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1У БЛИК

504Е21 414 Е21С всгг.оно щ

13, БМ6ЛHii; w С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

f$

1$

2(d

4

Ц

Ф

/9 !

Т!

Ю

Ю

5

Э

Фив 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4099520/22-03 (22) 25. 07. 86 (46) 30. 01. 88. Бюл. У 4 (7l ) Институт горного дела СО AH СССР и Специальное конструкторское бюро

Всесоюзного промышленного объединения пСоюзгео техника п (72) А. Д. Костылев, Б. Б. Данилов, Б.Н. Смоляницкий,Д.И. Коган, В, Н. Савельев, О.В.Смирнов и В.Ф.Веселов (53) 622.233 ° 51 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1096343, кл. E 21 С 3/24, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11- 1133388, кл. Е 21 С 3/24, 1983. (54) КОЛЬЦЕВОЙ ПНЕВМОУДАР1П!К ДЛЯ БУ РЕНИЯ СКВАМ6% (57) Изобретение относится к строительству и геологической разведочной технике и повышает производительность бурения путем увеличения ударной мощности. Пневмоударник включает ступенчатый корпус 1, внутри которого установлен ступенчатый ударник (СУ) 2 со сквозным осевым каналом, в который входит воздухораспределительная трубка 3. На внутренних цилиндричес.ких поверхностях СУ 2 и большей ступени корпуса 1 выполнены соответст1370218 венно проточка (П) 13 и продольные пазы 9. Трубка 3 имеет впускное о1верстие 4 и П. Одна из них (П 6) выполнена снаружи трубки 3 ниже отверстия 4, а другая (П 5) — выше него.

Внутри трубки 3 установлена керноприемная трубка 7 с образованием между их стенками кольцевого воздухоподводящего канала 8. В меньшей ступени корпуса 1 выполнены выхлопные отверстия 10. Их длина больше длины меньшей ступени СУ 2, Большие и меньшие

Изобретение относится к строительной и геологической разведочной технике и может наиболее эффективно использоваться при геологоразведочных работах в вечномерзлых грунтах.

Цель изобретения — повышение производительности бурения путем увеличения ударной мощности, На фиг.l показан пневмоударник, продольный разрез, на фиг.2 — разрез

А-А на фиг,l, Кольцевой пневмоударник включает ступенчатый корпус 1, кольцевой ударник 2 со сквозным осевым каналом, воздухораспределительную трубку 3, в стенках которой выполнены впускные отверстия 4, проточка 5 выше отвер стия 4 и проточка 6 ниже этого отверстия. Внутри воздухораспределительной трубки 3 жестко установлена керноприемная труба 7, так что между их стенками образуется кольцевой канал 8. На внутренней цилиндрической поверхности большей ступени корпуса

l выполнены продольные пазы 9, а в стенке его меньшей ступени выполнены выхлопные отверстия 10, длина которых превышает длину нижней ступени ударника 2. На наружной цилиндрической поверхности ударника 2 выполнена проточка tl образующая со стенками корпуса 1 и пазами 9 выхлопную камеру 12.

На внутренней цилиндрической поверхности ударника 2 выполнена проточка

13. В нижней части корпуса 1 закреп- 35 лен с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения породоразрушающий инструмент 14, а ступени СУ 2 и корпуса 1 образуют соответственно камеры (K) рабочего 17 и холостого 18 ходов. Сжатый воздух поступает в К 18 и СУ 2 начинает холостой ход назад до открытия отверстий 10. Далее воздух поступает в

К 17. При этом СУ 2 останавливается и совершает рабочий ход вперед, ударяя по породоразрушающему инструменту 14. В конце рабочего хода открываются пазы 9 и П 5, сообщая П 13 с К 18. Цикл повторяется. 2 ил. верхняя часть корпуса 1 соединена с наружной трубой 15 двойной бурильной колонны. Внутренняя труба 16 этой колонны соединена с керноприемной трубой 7. Воздухораспределительная трубка 3, ударник 2 и корпус 1 образуют камеру 17 рабочего хода, а те же детали и породоразрушающий инструмент 13 образуют камеру 18 холостого хода. Нижняя часть корпуса 1 закрыта кожухом 19, на котором установлен пакер 20, препятствующий попаданию сжатого воздуха в пространство между корпусом 1 и стенкой скважины. Сжатый воздух подается по межтрубному пространству 21 между внутренней трубой 16 и наружной трубой 17.

Пневмоударник работает следующим образом.

Сжатый воздух, подаваемый из магистрали по межтрубному пространству 21, поступает через кольцевой канал 8 и впускное отверстие 4 в стенке воздухораспределительной трубки 8 в проточку 13 на внутренней цилиндрической поверхности ударника 2 и далее через переднюю проточку 5 в камеру 18 холостого хода. Так как в положении, показанном на фиг.l, камера 17 рабочего хода сообщена с атмосферой через выхлопные пазы 9 на внут ренней цилиндрической поверхности корпуса 1, проточку 12 и выхлопные отверстия 10, то ударник 2 под действием давления воздуха в камере 18 холостого хода начинает холостой ход назад (на фиг.l вверх). После перекрытия передней проточки 5 на возду18

3 13702 хораспределительной трубке 3 и выхлопных пазов 9 ударник 2 продолжает движение эа счет энергии расширяющего в камере 18 холостого хода воэду5 ха до тех пор, пока не откроются выхлопные отверстия 10, сообщающие камеру 18 холостого хода с атмосферой. При этом выхлопная камера 12 продолжает сообщаться с атмосферой через выхлопные отверстия 10, так как их длина превышает длину нижней ступени ударника 2. Иэ камеры 18 холостого хода начинается выхлоп отработанного воздуха и только после это- 15

ro выхлопная камера 12 отсекается ударником 2 от атмосферы. При этом открывается задняя проточка 6 на воздухораспределительной трубке З,сообщающая полость проточки 13 на ударнике 2 с камерой 16 рабочего хода.

Сжатый воздух начинает поступать через кольцевой канал 8, отверстие 4, проточку 13 и заднюю проточку 6 в камеру 17 рабочего хода. При этом начи- 25 каются перетечки воздуха из камеры 17 рабочего хода в выхлопную камеру 12 через зазор в подвижном сопряжении ударника и корпуса, вызванные значительным перепадом давления в этих ка- 0 мерах. Под действием давления воздуха в рабочей камере 17 ударник 2 останавливается и, меняя направление движения, начинает совершать рабочий ход вперед (на фиг.l вниз) до нанесения удара по породоразрушающему инструменту 14. При этом перекрывается проточка 6 и начинают открываться выхлопные отверстия 10 со стороны выхлопной камеры 12, сообщая послед40 нюю с атмосферой. Ударник 2 продолжает двигаться вперед, закрывая выхлопные отверстия 10 со стороны камеры

18 холостого хода. При этом воздух из выхлопной камеры 12 начинает вы45 тесняться в атмосферу, так как объем камеры при движ"нии ударника вперед уменьшается. В конце рабочего хода открываются выхлопные пазы 9 на корпусе 1 и сообщают камеру 17 рабочего хода с атмосферой через проточку ll и выхлопные отверстия 10. Из камеры 17 рабочего хода происходит выхлоп. Кроме того, в конце рабочего хода открываются передняя проточка 5 на воздухораспределительной трубке 3, сообщая проточку 13 на ударнике 2 с камерой 18 холостого хода. Далее цикл работы повторяется, Разрушенная при ударе порода подхватывается непрерывным потоком отработанного в пневмоударнике воздуха и через отверстие в породоразрушающем инструменте 14 и полость керноприемнои трубы 7 выносится на поверхность.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Кольцевой пневмоударник для бурения скважин, включающий корпус, установленный в корпусе ступенчатый ударник с проточкой на его внутренней цилиндрической поверхности и сквозным осевым каналом, входящие в последний воздухораспределительную трубку, имеющую впускное отверстие и проточку, выполненную на наружной поверхности трубки ниже впускного отверстия, керноприемную трубу, установленную внутри воэдухораспределительной трубки с образованием между их стенками кольцевого воздухоподводящего канала, породоразрушающий инструмент, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурения путем увеличения ударной мощности, корпус пневмоударника выполнен ступенчатым, причем на внутренней цилиндрической поверхности большей ступени выполнены продольные пазы, а в стенке меньшей ступени выхлопные отверстия, длина которых превьппает длину меньшей ступени ударника, при этом большая и меньшая ступени ударника образуют соответственно с большей и меньше1 ступенями корпуса камеры рабочего и холостого хода, а на наружной поверхности воэдухораспределительной трубки выше впускного отверстия выполнена проточка °

1 370218

А-А

Составитель В. Зотов

Техред М.Дидык

Корректор В. Гирняк

Редактор А.Долинич

Заказ 379/27 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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