Гидроударник двойного действия для бурения скважин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е изов итения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>875012 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.79 (21) 2821403/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл з

Е 21 С 3/20

Е 21 В 4/14

Госудерстеенный коннтет о лелем изобретений и открытий

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень №39

Дата опубликования описания 28.10.81 (53) УДК 622.233. .65-82 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Дусев и О. В. Бондаренко

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе Министерства высшего и среднега специального образования РСФСР, 71) 33slвитель (54) ГИДРОУДАРНИК ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в качестве погружного снаряда для бурения скважин в нефтяной, угольной и горнорудной промышленности.

Известен гидроударник прямого или обратного действия, содержащий цилиндрический корпус, в котором помещены полый боек, силовая пружина, предназначенная для совершения рабочего или холостого хода, долото и узел распределения энергоносителя (1).

Недостатком такого гидроударника является повышенный расход жидкости и небольшой КПД.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидроударник двойного действия для бурения скважин, содержащий цилиндрический корпус с рабочими камерами, полый дифференциальный боек с окнами, в хвостовую часть которого помещен узел распределения энергоносителя, и долото (2).

Главными недостатками известного гидроударника являются сложность клапанного устройства, большие сопротивления перемещению клапана, вызванные закреплением его в корпусе и в бойке, ненадежность работы тарельчатого клапана при подаче загрязненного энергоносителя и трудность запуска гидроударника в действие после перерывов в работе.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности гидроударника.

Поставленная цель достигается тем, что узел распределения энергоносителя выполнен в виде стакана с двумя рядами окон на боковой поверхности и выступами на основании, при этом на внутренних стенках цилиндрического корпуса выполнены упоры для взаимодействия с выступами стакана и ограничительные окна для сообщения рабочей камеры с атмосферой в конце холостого

15 хода бойка.

На чертеже показана наиболее предпочтительная конструктивная схема предлагаемого гидроударника.

Гидроударник содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндра, полый дифферензв циальный боек 2 с окнами 3, в хвостовой части которого установлен стакан 4, имеющий два ряда окон 5 и 6 и выступы 7, опирающийся на пружину 8, долото 9 с на875012 ковальней 10, которая входит в нижнюю часть цилиндра.

Кроме того, в нижней части цилиндра 1 в зоне крайнего верхнего положения бойка

2 выполнены ограничительные окна 11 и сливные окна 12, сообщающие рабочую камеру

13 и камеру 14 слива жидкости с атмосферой. Устройство имеет также рабочую камеру 15.

На внутренних стенках цилиндра 1 в зоне крайних положений ходов хвостовой части бойка образованы упоры 16 и 17, с которыми взаимодействуют выступы 7 стакана 4.

Гидроударник работает следующим образом.

В исходном положении при отсутствии is избыточного давления жидкости стакан 4 поднимается пружиной 8, и его окна 6 выходят в камеру 15, сообщая ее через внутреннюю полость бойка 2 с камерой 13, при этом окна 3 в хвостовой части бойка 2 перекрыты стенками стакана 4, и камера 14 оказывается изолированной от камер 15 и 13.

Когда в полость ударника подают жидкость под давлением, она из камеры 15 по внутреннему каналу бойка 2 поступает в камеру 13 и, действуя на нижний торец бойка 2, поднимает его вверх.

При движении вверх стакан 4 удерживается в исходном положении силой упругости пружины 8 до тех пор, пока выступы 7 не достигнут упоров 17.

В этот момент стакан 4 останавливается, а боек 2 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину 8. Проходное сечение окон

6 постепенно уменьшается, вследствие этого давление жидкости в камере 13 падает, происходит торможение бойка 2, а когда нижний торец его откроет окна 11, окна 6 полностью закрываются, давление в камере

13 падает до атмосферного и боек 2 останавливается.

Теперь стакан 4 удерживается в закрытом состоянии избыточным давлением свер- 40 ху, а камера 13 сообщается с атмосферой и через окна 11, и через окна 3,5и12. Под действием давления жидкости сверху боек 2 идет вниз, увеличивая свою скорость, а жидкость из камеры 13 вытесняется на слив.

Когда выступы 7 достигают упоров 16, стакан 4 останавливается, а боек 2, продолжая движение вниз, открывает окна 6, наносит удар по наковальне 10 и останавливается. Стакан 4 в этот момент упругой силой пружины поднимается вверх настолько, что окна 6 полностью открываются, а окна

3 перекрываются. Тогда давление жидкости в камере 13 практически такое же, как и в камере 15, и избыточная сила, действуя на боек 2 снизу (за счет большого нижнего сечения бойка), начинает поднимать его вверх, цикл работы повторяется.

Предлагаемый гидроударник представляет собой простейшую ударную машину, состоящую только из пяти элементарных деталей: цилиндра, бойка, распределительной втулки, пружины и долота. По сравнению с известными гидроударниками он имеет простейшее клапанное устройство, небольшие механические и гидравлические сопротивления, может успешно работать на загрязненной жидкости, так как сдвоенный трубчатый клапан является самозащищающимся, обладает безупречным запуском в действие . после перерывов в работе. Все это существенно повышает эксплуатационную надежность гидроударника при бурении скважин любого направления.

Формула изобретения

Гидроударник двойного действия для бурения скважин, содержащий цилиндрический корпус с рабочими камерами, полый дифференциальный боек с окнами, в хвостовую часть которого помещен узел распределения энергоносителя, и долото, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности гидроударника, узел распределения энергоносителя выполнен в виде стакана с двумя рядами окон на боковой поверхности и выступами на основании, при этом на внутренних стенках цилиндрического корпуса выполнены упоры для взаимодействий с выступами стакана и ограничительные окна для сообщения рабочей камеры с атмосферой в конце холостого хода бойка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ясов В. Г. Теория и расчет рабочих процессов гидроударных буровых м4шин. М., «Недра», 1977, с. 5, рис. 1.

2. Ясов В. Г. Теория и расчет рабочих процессов гидроударных буровых машин; М., «Недра», 1977, с. 12, рис. 5 (прототип) .

875012

7 б

О

Составитель О. Серегина

Редактор Н. Лазаренко Техред А. Бойкас Корректор Г. Orap

Заказ 9285/56 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4