Гидроударник

Изобретение относится к оборудованию для бурения скважин. Гидроударник состоит из корпуса, шток установлен в корпусе при помощи шпонки, которая предохраняется от выпадения втулкой. В свою очередь, втулка фиксируется пружинным кольцом, шток имеет уплотнение. Внутри корпуса установлен ударник, который подпружинен пружиной, ударник имеет проходной канал и уплотнение, кривошип соединен со штоком пальцем. Перекидной клапан соединен с кривошипом с осью. Корпус в верхней части имеет переводник. В наружной части ударника имеется паз, в который входит штифт, установленный на корпусе. В исходном положении пружина разжата, в верхнем положении ударника клапан закрыт. При восстановлении циркуляции клапан не открывается за счет гидравлических сил, открытие происходит после перемещения ударника вниз, при уменьшении угла α. При верхнем положении ударника клапан закрыт, происходит гидроудар. За счет этого ударник совершает удар на шток. Время закрытия и открытия клапана, время гидроудара связаны с временем движения ударника. В устройстве движения ударника и перекидного клапана происходят в такт, за счет этого увеличиваются время закрытого состояния клапана, соответственно амплитуда гидроудара и сила удара ударника. 1 ил.

 

Изобретение относится к скважинному оборудованию, а именно гидроударникам для бурения скважин.

Известно устройство [1], которое снабжено перекидным клапаном, недостатком этого устройства является незначительная величина гидроудара.

Также известен гидроударник [2], недостатком которого является незначительная величина ударов.

Цель изобретения - создание гидроударника, создающего большой перепад давления и большую динамическую нагрузку.

Указанная цель достигается тем, что кривошип нижним концом шарнирно соединен со штоком, а перекидной клапан размещен в проходном канале ударника, при этом проходной канал ударника имеет переменное сечение с наиболее широкой частью, находящейся на высоте закрытия перекидного клапана при верхнем положении ударника, и с наиболее узкой - в верхней части ударника, который на наружной поверхности имеет паз для размещения в нем установленного на корпусе направляющего штифта.

Существенным отличием заявляемого изобретения является то, что перекидной клапан в верхнем положении ударника закрывается на широком месте его проходного канала и не может открываться за счет гидравлических сил. Для открытия перекидного клапана ударник должен занять нижнее положение, то есть закрытие и открытие проходного канала ударника осуществляется синхронно с его возвратно-поступательным движением, ударами за счет этого увеличивается время закрытого состояния клапана, соответственно амплитуда давления гидроудара и сила удара ударника.

На чертеже показана конструктивная схема гидроударника.

Гидроударник состоит из корпуса 1, шток 2 установлен в корпусе при помощи шпонки 3, которая предохраняется от выпадения втулкой 4. В свою очередь, втулка 4 фиксируется пружинным кольцом 5, шток имеет уплотнение 6. Внутри корпуса установлен ударник 8, который подпружинен пружиной 9, ударник имеет проходной канал 7 и уплотнение 10, кривошип 11 соединен со штоком пальцем 12. Перекидной клапан 13 соединен с кривошипом 11 с осью 14. Корпус в верхней части имеет переводник 15. В наружной части ударника имеется паз 17, в который водит штифт 16, установленный на корпусе. Шток в нижней части имеет резьбу для соединения долота.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении пружина 9 разжата, ударник 8 в верхнем положении, клапан 13 закрыт. При восстановлении циркуляции клапан 13 не открывается за счет гидравлических сил, открытие происходит после перемещения ударника вниз, при уменьшении угла между осью гидроударника и перекидного клапана.

При верхнем положении ударника клапан закрыт, происходит гидроудар. За счет этого ударник совершает удар на шток. Время закрытия и открытия клапана, время гидроудара связаны с временем движения ударника. В устройстве движения ударника и перекидного клапана происходят в такт, за счет этого увеличиваются время закрытого состояния клапана, соответственно амплитуда гидроудара и сила удара ударника.

Источники информации

1. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Сафиуллин Р.Р., Галеев А.С. Техника управления динамикой бурильного инструмента при проводке глубоких скважин. - М.: Недра,1997, с.116-117.

2. Патент РФ №2167255, 20.05.2001.

Гидроударник для бурения скважин, включающий корпус, переводник, установленный в корпусе посредством шпонки шток, размещенный внутри корпуса подпружиненный относительно штока ударник с проходным каналом, перекидной клапан, соединенный осью с кривошипом, отличающийся тем, что кривошип нижним концом шарнирно соединен со штоком, а перекидной клапан размещен в проходном канале ударника, при этом проходной канал ударника имеет переменное сечение с наиболее широкой частью, находящейся на высоте закрытия перекидного клапана при верхнем положении ударника, и с наиболее узкой - в верхней части ударника, который на наружной поверхности имеет паз для размещения в нем установленного на корпусе направляющего штифта.