Погружной пневмоударник

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. Погружной пневмоударник содержит инструмент, установленный в корпусе с блокировочными каналами и радиальными выхлопными окнами, в котором расположены ударник, образующий в полости корпуса камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительное устройство с клапаном для периодического наполнения сжатым воздухом камеры прямого хода или через трубку, установленную в воздухораспределительном устройстве и в канале ударника, - камеры обратного хода и закрепленный в корпусе переходник для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха. Снаружи ударника выполнена кольцевая канавка для периодического сообщения радиальных выхлопных окон корпуса с камерой прямого хода через карманы, образованные с внутренней поверхности корпуса, при этом в блокировочном режиме работы при подъеме инструмента от забоя скважины и смещении инструмента и ударника в крайнее переднее положение радиальные выхлопные окна корпуса перекрыты наружной цилиндрической поверхностью ударника. Обеспечивается более быстрое выключение погружного пневмоударника из работы в блокировочном режиме, улучшение продувки забоя скважины и повышение эксплуатационной надежности путем уменьшения абразивного износа. 2 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, и может найти применение при бурении скважин ударно-вращательным способом.

Известен пневмоударник с клапанным распределением (Есин Н.Н. и др. Пневматические машины ударного действия для проходки скважин и шпуров. - Новосибирск: «Наука», Сибирское отделение, 1986, с. 17, схема 1.13), содержащий инструмент 1, установленный в корпусе 2, в котором выполнены продольные каналы А, блокировочные окна Б и карманы Г, выфрезерованные на внутренней поверхности корпуса 2, ступенчатый ударник 3, образующий в корпусе 2 камеру В обратного хода и камеру Д прямого хода, распределительное устройство с пластинчатым кольцевым клапаном 5 для подачи воздуха в камеру Д прямого хода или в камеру В обратного хода через трубку 4, установленную в распределительном устройстве и в канале ступенчатого ударника 3, и переходник 6, закрепленный в корпусе 2.

Следующие признаки аналога совпадают с признаками предлагаемого решения: инструмент 1, установленный в корпусе 2, в котором выполнены карманы Г на внутренней его поверхности, ударник 3, образующий в полости корпуса 2 камеру В обратного хода и камеру Д прямого хода, распределительное устройство с клапаном 5 для периодического наполнения сжатым воздухом камеры Д прямого хода или через трубку 4, установленную в распределительном устройстве и в канале ударника 3, камеры В обратного хода и закрепленный в корпусе переходник 6.

Главным недостатком известного пневмоударника является то, что камера В обратного хода образована меньшей ступенью ударника 3 и уменьшенной полостью корпуса 2, что существенно снижает силовой импульс обратного хода, уменьшает ход ударника 3 и увеличивает время обратного хода, уменьшая ударную мощность. Также недостатком этого пневмоударника является то, что ударник 3 выполнен ступенчатым, что усложняет изготовление пневмоударника, увеличивает его стоимость, снижая тем самым эффективность.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является серийно выпускаемый пневмоударник М48 с клапанным распределением сжатого воздуха (Есин Н.Н. и др. Пневматические машины ударного действия для проходки скважин и шпуров. - Новосибирск: «Наука», Сибирское отделение, 1986, с. 16, схема 1.11), содержащий инструмент 1, установленный в корпусе 2 с блокировочными окнами А и радиальными выхлопными окнами В, в котором расположены ударник 3, образующий в полости корпуса 2 камеру Б обратного хода и камеру Г прямого хода, распределительное устройство с пластинчатым кольцевым клапаном 5 для периодического наполнения сжатым воздухом камеры Г прямого хода или через трубку 4 и канал ударника 3 - камеры Б обратного хода и закрепленный в корпусе 2 переходник 6 для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха.

Следующие признаки прототипа совпадают с признаками предлагаемого решения: инструмент 1, установленный в корпусе 2 с блокировочными окнами А и радиальными выхлопными окнами В, в котором расположены ударник 3, образующий в полости корпуса 2 камеру Г прямого хода и камеру Б обратного хода, распределительное устройство с клапаном 5 для периодического наполнения сжатым воздухом камеры Г прямого хода или через трубку 4, установленную в распределительном устройстве и в канале ударника 3, - камеры Б обратного хода и закрепленный в корпусе 2 переходник 6 для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха.

Главным недостатком пневмоударника М48 является то, что в блокировочном режиме работы при подъеме инструмента 1 от забоя скважины и смещении инструмента 1 и ударника 3 в крайнее переднее положение радиальные выхлопные окна В корпуса 2 остаются открытыми из камеры Г прямого хода в затрубное пространство скважины, в которое происходит интенсивный выхлоп сжатого воздуха из этой камеры Г через большое проходное сечение радиальных выхлопных окон В. Такое исполнение не позволяет создать избыточный перепад давления сжатого воздуха в камере Г прямого хода по отношению к давлению сжатого воздуха в камере Б обратного хода для более быстрого выключения пневмоударника из работы за счет открытия инструментом 1 блокировочных окон А. Происходит разрядка камеры Г прямого хода и камеры Б обратного хода до минимального давления сжатого воздуха, при котором работа пневмоударника прекращается. Такое исполнение ухудшает условия блокировки, существенно увеличивает время работы в блокировочном режиме и происходит выхлоп сжатого воздуха из камеры Г прямого хода на стенки скважины, что уменьшает отбор сжатого воздуха из камеры Б обратного хода на очистку и охлаждение забоя скважины, снижая эксплуатационную надежность и, как следствие, эффективность пневмоударника.

Кроме того, в нисходящих обводненных скважинах во время спуско-подъемных операций абразивные частицы шлама со стенок скважины могут попадать вместе с водой в полость корпуса 2 через открытые радиальные выхлопные окна В, что снижает эксплуатационную надежность пневмоударника и, следовательно, его эффективность.

Недостатком этого пневмоударника также является то, что для каждой из указанных камер Г и Б выполнен свой кольцевой ряд радиальных выхлопных окон B в корпусе 2, что уменьшает прочность корпуса 2, снижая эксплуатационную надежность и, как следствие, снижает его эффективность.

Проблема - создание погружного пневмоударника с повышенной эффективностью работы за счет более быстрого его выключения из работы в блокировочном режиме, улучшения продувки забоя скважины и повышения эксплуатационной надежности путем уменьшения абразивного износа.

Поставленная проблема решается тем, что в погружном пневмоударнике, содержащем инструмент, установленный в корпусе с блокировочными каналами и радиальными выхлопными окнами, в котором расположены ударник, образующий в полости корпуса камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительное устройство с клапаном для периодического наполнения сжатым воздухом камеры прямого хода или через трубку, установленную в воздухораспределительном устройстве и канале ударника, - камеры обратного хода и закрепленный в корпусе переходник для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха, согласно техническому решению снаружи ударника выполнена кольцевая канавка для периодического сообщения радиальных выхлопных окон корпуса с камерой прямого хода через карманы, образованные с внутренней поверхности корпуса, при этом в блокировочном режиме работы при подъеме инструмента от забоя скважины и смещении инструмента и ударника в крайнее переднее положение радиальные выхлопные окна корпуса перекрыты наружной цилиндрической поверхностью ударника.

Указанная совокупность признаков, по сравнению с прототипом, обеспечивает в блокировочном режиме работы перекрытие выхлопа сжатого воздуха из камеры прямого хода, что позволяет создать избыточное давление сжатого воздуха в камере прямого хода по отношению к давлению сжатого воздуха в камере обратного хода для остановки ударника в крайнем переднем положении и более быстрого выключения пневмоударника, что улучшает условия блокировки.

В отличие от прототипа, после выключения пневмоударника в блокировочном режиме работы более интенсивный отбор сжатого воздуха происходит только из камеры обратного хода через блокировочные каналы на очистку и охлаждение забоя скважины, что увеличивает отбор сжатого воздуха на забой и повышает эксплуатационную надежность инструмента и, как следствие, эффективность работы погружного пневмоударника.

При спуско-подъемных операциях в нисходящих обводненных скважинах, в отличие от прототипа, наружная цилиндрическая поверхность ударника закрывает радиальные выхлопные окна корпуса, что защищает полость корпуса от попадания вместе с водой абразивных частиц шлама со стенок скважины. Такое исполнение уменьшает абразивный износ погружного пневмоударника, повышая его эксплуатационную надежность и, как следствие, эффективность его работы.

Сущность технического решения поясняется примером конструктивного исполнения погружного пневмоударника и чертежами (фиг. 1 и фиг. 2), где показаны общий вид устройства в продольном разрезе в статическом состоянии (фиг. 1) и в блокировочном режиме (фиг. 2) после выключения его из работы.

Погружной пневмоударник содержит инструмент 1 (фиг. 1), установленный в корпусе 2 с радиальными выхлопными окнами 3, в котором расположены ударник 4, образующий в полости корпуса 2 камеру 5 прямого хода и камеру 6 обратного хода, воздухораспределительное устройство 7 с клапаном 8 для периодического наполнения сжатым воздухом камеры 5 прямого хода или через трубку 9, установленную в воздухораспределительном устройстве 7 и в канале 10 ударника 4, - камеры 6 обратного хода и закрепленный в корпусе 2 переходник 11 для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха. Снаружи ударника 4 выполнена кольцевая канавка 12 для периодического сообщения радиальных выхлопных окон 3 корпуса 2 с камерой 5 прямого хода через карманы 13, образованные с внутренней поверхности корпуса 2. Стопор 14 размещен в корпусе 2 для ограничения хода инструмента 1 в блокировочном режиме работы, при котором для выключения погружного пневмоударника из работы в трубке 9 выполнены радиальные отверстия 15 для сообщения камеры 5 рабочего хода с камерой 6 обратного хода, а в корпусе 2 - блокировочные каналы 16 (см. фиг. 2). В инструменте 1 выполнен канал 17 для отбора сжатого воздуха.

Погружной пневмоударник работает следующим образом (см. фиг. 1). Сжатый воздух из напорной магистрали поступает через переходник 11 закрепленный в корпусе 2, в воздухораспределительное устройство 7 с клапаном 8 и подается в камеру 6 обратного хода через трубку 9 и канал 10 ударника 4, происходит обратный ход. После открытия выхлопа сжатого воздуха из камеры 6 обратного хода ударником 4 через радиальные выхлопные окна 3 корпуса 2 клапан 8 перекидывается в крайнее заднее положение и открывает впуск сжатого воздуха в камеру 5 прямого хода. Ударник 4 останавливается и начинается прямой ход. При выхлопе сжатого воздуха из камеры 5 прямого хода через карманы 13, кольцевую канавку 12 и радиальные выхлопные окна 3 в корпусе 2 клапан 8 перекидывается в крайнее переднее положение и начинается впуск сжатого воздуха в камеру 6 обратного хода. Ударник 4 передает энергию удара инструменту 1 и происходит разрушение забоя скважины. При этом в блокировочном режиме работы (фиг. 2) после подъема погружного пневмоударника с инструментом 1 от забоя скважины инструмент 1 отходит вперед до упора в стопор 14 и открывает блокировочные каналы 16, а ударник 4 также отходит вперед до упора в корпус 2, открывая в камеру 5 прямого хода радиальные отверстия 15 в трубке 9 и закрывая наружной цилиндрической поверхностью ударника 4 радиальные выхлопные окна 3 корпуса 2. Такое исполнение, в отличие от прототипа, позволяет создать избыточный перепад давления сжатого воздуха в камере 5 прямого хода по отношению к давлению сжатого воздуха в камере 6 обратного хода, из которой происходит интенсивный отбор сжатого воздуха через блокировочные каналы 16 и канал 17 в инструменте 1 при более высоком давлении, что улучшает очистку забоя скважины, повышая эксплуатационную надежность инструмента 1 и, как следствие, эффективность работы погружного пневмоударника.

Такое исполнение улучшает условия блокировки, уменьшает время работы в блокировочном режиме до выключения погружного пневмоударника, что повышает эксплуатационную надежность и, как следствие, эффективность его работы.

При спуско-подъемных операциях в нисходящих обводненных скважинах за счет закрытия радиальных выхлопных окон 3 корпуса 2 наружной цилиндрической поверхностью ударника 4 абразивные частицы шлама со стенок скважины не могут попадать вместе с водой в камеру 5 прямого хода, что снижает абразивный износ, повышает эксплуатационную надежность и, как следствие, эффективность работы погружного пневмоударника.

Погружной пневмоударник, содержащий инструмент, установленный в корпусе с блокировочными каналами и радиальными выхлопными окнами, в котором расположены ударник, образующий в полости корпуса камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительное устройство с клапаном для периодического наполнения сжатым воздухом камеры прямого хода или через трубку, установленную в воздухораспределительном устройстве и канале ударника, - камеры обратного хода и закрепленный в корпусе переходник для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха, отличающийся тем, что снаружи ударника выполнена кольцевая канавка для периодического сообщения радиальных выхлопных окон корпуса с камерой прямого хода через карманы, образованные с внутренней поверхности корпуса, при этом в блокировочном режиме работы при подъеме инструмента от забоя скважины и смещении инструмента и ударника в крайнее переднее положение радиальные выхлопные окна корпуса перекрыты наружной цилиндрической поверхностью ударника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и строительству - к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. Погружной пневмоударник включает корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой, переднюю гильзу, охватывающую головку ударника и имеющую продольные окна, заднюю гильзу, охватывающую хвостовик ударника и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в задней гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал в задней гильзе, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровую коронку с каналами, установленную в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке и с продольными окнами в передней гильзе.

Группа изобретений относится к горной и строительной технике и предназначено для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта.

Изобретение относится к устройствам ударного действия. Устройство включает корпус с двумя соосно расположенными цилиндрическими полостями, разделенными перегородкой с отверстием, два поршня, расположенные внутри цилиндрических полостей, имеющие полости рабочего и холостого ходов, хвостовик, установленный соосно с поршнями, воздухораспределительный узел с воздухоподводящими и воздухоотводящими каналами равного диаметра и рабочий золотник в виде полого цилиндра, установленного в цилиндрической полости, с образованием камер.

Изобретение относится к устройствам ударного действия. Устройство включает корпус с двумя соосно расположенными цилиндрическими полостями, разделенными перегородкой с отверстием, два поршня, расположенных внутри цилиндрических полостей, имеющих полости рабочего и холостого ходов, хвостовик, установленный соосно с поршнями, воздухораспределительный узел с воздухоподводящими и воздухоотводящими каналами равного диаметра и рабочий золотник в виде полого цилиндра, установленного в цилиндрической полости, с образованием камер.

Группа изобретений относится к области бурения. Ударный поршень для бурильной машины для горной породы, содержащей цилиндр управления, распределитель и рабочую среду под давлением, содержит управляющую кромку, выполненную с возможностью обеспечения изменения положения распределителя в направлении, параллельном осевому направлению ударного поршня, когда ударный поршень перемещается в направлении удара относительно цилиндра управления.

Изобретение относится к области бурения твердых пород. Высокочастотный ударный молоток с гидравлическим приводом содержит корпус (8, 9, 10), на одном конце которого находится буровая головка (11), предназначенная для воздействия непосредственно на твердую породу, поршень (20) молотка, установленный с возможностью перемещения в указанном корпусе (8, 9, 10) и воздействующий на буровую головку (11).

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к инструменту для ударного бурения. Способ изготовления разъемного стопорного направляющего кольца содержит следующие этапы: использование первого кольца и второго кольца, при этом первое кольцо идентично второму кольцу, и оба они имеют диаметр; резку первого кольца по диаметральному краю с образованием первой большой дуги кольца и первой малой дуги кольца, при этом первая большая дуга кольца больше первой малой дуги кольца, и первая большая дуга кольца является, по существу, половиной первого кольца; резку второго кольца по диаметральному краю с образованием второй большой дуги кольца и второй малой дуги кольца, при этом вторая большая дуга кольца больше второй малой дуги кольца, и вторая большая дуга кольца является, по существу, половиной второго кольца; расположение первой большой дуги кольца рядом со второй большой дугой кольца для образования разъемного стопорного направляющего кольца, при этом первая большая дуга кольца отделена от второй большой дуги кольца зазором, составляющим примерно от нуля дюймов примерно до 0,010 дюйма.

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия для проходки скважин в грунтах. Устройство содержит полый корпус, ударник с центральным сквозным каналом, разделяющим полость корпуса на камеры рабочего и холостого хода, центральную трубку, взаимодействующую с центральным сквозным каналом ударника, футорку, крышку со сквозным центральным отверстием для пропуска центральной трубки, образованную футоркой и крышкой предкамеру сетевого воздуха, на поверхности центральной трубки образован продольный дроссельный канал впуска в камеру холостого хода, хвостовик, входящий в камеру холостого хода, при этом хвостовик и футорка выполнены со сквозным центральным отверстием для пропуска центральной трубки, установленной в центральном отверстии крышки с зазором, образующим кольцевой дроссельный канал впуска, радиальный выпускной канал в центральной трубке, уплотненно закрепленной относительно хвостовика и футорки, в центральной трубке установлена коаксиально с кольцевым зазором дополнительная трубка с радиальным выпускным каналом под острым углом и закреплением по ее торцам относительно центральной трубки.

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, и может найти применение при бурении скважин ударно-вращательным способом. Пневматический ударный механизм содержит корпус, в котором расположены поршень, образующий с его стенками камеры рабочего и холостого хода, переходник, изготовленный с центральным каналом и с боковыми каналами в его стенке, причем по наружной поверхности переходника выполнена кольцевая канавка, в которой установлен с предварительным натягом эластичный клапан в форме тора, образующий с корпусом и переходником надклапанную полость, а со стенками корпуса - канал для впуска энергоносителя в камеру рабочего хода.

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия. Устройство включает корпус-цилиндр, цилиндр-ударник, установленный с возможностью перемещения внутри корпуса-цилиндра, поршень-ударник, установленный с возможностью перемещения внутри цилиндра-ударника, и хвостовик.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин в рыхлых, слабо-связных и средне-твердых горных породах, а также для посадки свай при строительстве.

Изобретение относится к области бурения. Привод бурового долота для инструментов для размельчения хрупких материалов или проникновения в хрупкие материалы содержит буровое долото на базе теплового двигателя, эксплуатируемого с использованием газообразного рабочего тела.

Способ бурения скважин относится к горному делу и предназначен для бурения скважин забойными машинами ударного действия в режиме вращательно-ударного или ударно-вращательного бурения.

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для проходки крепких пород при бурении вращательным способом разведочных и эксплуатационных гидрогеологических скважин.

Изобретение относится к способам бурения скважин. .

Изобретение относится к строительству и м.б использовано при ударно-канатном бурении скважины различного назначения в крепких породах. .

Изобретение относится к горному делу и строительству - к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. Пневматический ударный механизм содержит корпус, в котором расположены поршень, образующий камеры рабочего и холостого хода, переходник с центральным и боковыми каналами в его стенке. По наружной поверхности переходника выполнена кольцевая канавка с отверстиями в ее дне, в которой установлен с предварительным натягом эластичный клапан в форме тора, образующий с корпусом и переходником надклапанную полость, сообщенную с напорной магистралью через боковые каналы и центральный канал переходника, а со стенками корпуса - канал для впуска энергоносителя в камеру рабочего хода. Эластичный клапан имеет возможность открывать тракт для впуска энергоносителя в камеру холостого хода, который включает отверстия в дне кольцевой канавки переходника, его центральный канал, осевой и радиальные каналы штока-золотника, установленного в центральных каналах переходника и поршня, буровую коронку с продувочным каналом. В центральном канале переходника образовано перекрытие, разделяющее переходник на заднюю часть с боковыми каналами и переднюю часть с отверстиями в дне кольцевой канавки. Перекрытие выполнено за одно целое с переходником, в передней части которого выполнена расточка, сообщающая отверстия в дне кольцевой канавки переходника с осевым каналом штока-золотника через радиальные пазы, выполненные в стенке штока-золотника, который установлен между перекрытием и буровой коронкой с возможностью осевого перемещения вместе с буровой коронкой. Обеспечивается повышение эксплуатационной надежности путем упрощения конструкции при уменьшении ее длины и снижении стоимости. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. Погружной пневмоударник содержит инструмент, установленный в корпусе с блокировочными каналами и радиальными выхлопными окнами, в котором расположены ударник, образующий в полости корпуса камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительное устройство с клапаном для периодического наполнения сжатым воздухом камеры прямого хода или через трубку, установленную в воздухораспределительном устройстве и в канале ударника, - камеры обратного хода и закрепленный в корпусе переходник для соединения с напорной магистралью сжатого воздуха. Снаружи ударника выполнена кольцевая канавка для периодического сообщения радиальных выхлопных окон корпуса с камерой прямого хода через карманы, образованные с внутренней поверхности корпуса, при этом в блокировочном режиме работы при подъеме инструмента от забоя скважины и смещении инструмента и ударника в крайнее переднее положение радиальные выхлопные окна корпуса перекрыты наружной цилиндрической поверхностью ударника. Обеспечивается более быстрое выключение погружного пневмоударника из работы в блокировочном режиме, улучшение продувки забоя скважины и повышение эксплуатационной надежности путем уменьшения абразивного износа. 2 ил.

Наверх