Погружной пневмоударник

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А H И Е )964130

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.12.80 (21) 3219595/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 21 С 3/24

Гаеударстееаныл комитет (53) УДК 622.233. .52-85 (088.8) аа делан нзобретеннй и открытий

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень №37

Дата опубликования описания 17.10.82 (72) Автор изобретения

А. В. Белоусов

Институт горного дела Сибирского отделения

АН СССР -д- (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНОИ" ПНЕВМОУДАРНИК

Изобретение относится к горным машинам и может быть применено для бурения скважин.

Известен серийно выпускаемый погружной пневмоударник, включающий цилиндр, ударник, распределительное устройство и буровую коронку (1).

Недостатком этого пневмоударника является то, что в его конструкции не предусмотрена установка обратного клапана.

Поэтому при бурении нисходящих глубоких скважин в сильно обводненных породах пневмоударником после прекращения подачи энергоносителя по стану штанг и выключения пневмоударника вода из затрубного пространства скважины вместе со шламом может проникать через выхлопные окна и распределительные каналы пневмоударника во внутреннюю полость буровых штанг. При этом происходит осаждение частиц шлама внутри пневмоударника и в буровых штангах, что снижает их надежность, вызывает быстрый износ и отказы в работе.

Наиболее близким по технической сущ.ности и достигаемому результату к предлагаемому является погружной пневмоударник, содержащий цилиндр с радиальными каналами, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием энергоносителя, подаваемого в рабочие камеры через распределительное устройство, установлен ударник, подпружиненный стакан с глухим дном, с цилиндрическим буртиком, радиальными каналами и клапаном, используемым одновременно в качестве водоотражательного конуса, установленного навстречу потоку энергоносителя в отверстие стакана (2).

Недостатком этого пневмоударника является сложность конструкции стакана с установленным в его отверстии обратным клапаном. Энергоноситель при входе во внутреннюю полость стакана и выходе из нее в полость распределительного устройства дважды резко меняет направление движения, что увеличивает потери напора.

Кроме того, при выключении пневмоударника и перекрытии обратным клапаном отверстия переходника создается замкнутый воздушный объем на небольшом участке от обратного клапана до разрядных

964130 радиальных каналов в цилиндре. Внутренняя же полость пневмоударника ниже радиальных отверстий в цилиндре при этом заполняется водой из затрубного пространства через посадочный зазор между цнлинд- ром и стаканом, а также через выхлопные окна пневмоударника. Вместе с водой из затрубного пространства скважины в пневмоударник попадают абразивные частицы, что снижает его эксплуатационную надежность. 10

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности путем ликвидации проникновения частиц шлама и воды из затрубного пространства во внутреннюю полость пневмоударникз.

Указанная цель достигается тем, что клапан установлен на глухом торце стакана, а на боковой поверхности цилиндрического буртика и на стакане между радиальными каналами цилиндра и стакана выполнены канавки, в которых установлены уп- 20 лотнительные эластичные кольца, причем внутри цилиндра выполнены местные углубления и направляющие мосты.

На фиг. 1 показан погружной пневмоцилиндр, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1.

В разъемном цилиндре 1 размещены ударник,2, воздухораспределительная трубка 3, стакан 4, выполненный с глухим дном, обращенным в полость 5 распределительного устройства.

Клапан 6 установлен на глухом торце стакана и закреплен стопорной гайкой 7, Стакан 4 снабжен цилиндрическим буртиком 8, разделяющим кольцевую полость между цилиндром и стаканом на водосборную камеру 9 и камеру 10 пониженного давления, которые периодически сообщаются между собой через калиброванные каналы 11 и местные углубления 12, выполненные в цилиндре 1. В камере 10 пониженного давления размещена пружина 13, для ограничения деформации которой в цилиндре выполнен опорный поясок 14. Для сообщения камеры пониженного давления с окружающим пространством на стакане 4 выполнена проточка 15, а в цилиндре радиальные каналы 16. На боковой поверх- 4s ности стакана выполнена канавка 17, в которой установлено уплотнительное эластичное кольцо 18, а на цилиндрическом буртике стакана также выполнена канавка 19, в которой установлено эластичное кольцо

20. Для центрирования кольца 20 в цилинд- 50 ре образованы направляющие мосты 21.

Буровая штанга 22 присоединена к цилиндру 1. Для периодического сообщения внутренней полости стакана 4 с полостью 5 распределительного устройства вблизи глухого дна выполнены радиальные каналы 23.

Пневмоударник работает следующим образом.

При подаче воздушно-водяной смеси по буровой штанге 22 стакан 4 вместе с клапаном 6 начинает перемещаться и сжимать пружину 13. При этом проточка 15 открывает разрядные радиальные каналы !

6 и камера пониженного давления 10 сообщится с окружающим пространством.

При дальнейшем движении стакана радиальные каналы 23 открываются в распределительную полость 5, обеспечивая подачу энергоносителя в распределительную трубку 3.

При этом перемещение стакана ограничивается опорным пояском 14. Под действием энергоносителя, поступающего в рабочие камеры пневмоударника через трубку 3, ударник 2 совершает возвратно-поступательное движение и наносит удары по инструменту.

При движении воздушно-водяной смеси по каналу буровой штанги 22 вследствие вращения бурового става и трения о стенки канала штанги частицы воды концентрируются в периферийной части потока и собираются в нижней части водосборной камеры 9, откуда через калиброванные глухие каналы 11, местные углубления 12, камеру 10 пониженного давления, проточку

15 и разрядные каналы 16 вода удаляется в затрубное пространство и обеспечивает пылеподавление.

Концентрация воды в потоке энергоносителя, поступающего через радиальные каналы 23, полость 5 и трубку 3 в рабочие камеры пневмоударника, резко понижается.

Это улучшает наполнение камер и способствует повышению энергии удара и мощности.

При остановке процесса бурения подача воздушно-водяной смеси прекращается, давление в центральном канале стакана 4 и над буртиком 6 падает, и пружина 13 перемещает стакан 4 вместе с клапаном 6 до упора последнего в торец разъемного цилиндра 1.

При этом направляющие мосты 21 удерживают уплотнительное кольцо 20 в канавке 19 при входе его в гладкую часть цилиндра 1 выше местных углублений 12.

Выполнение клапана b в виде пластинча» того кольца и установка его на глухом торце стакана 4 позволяет при выключении пневмоударника создать замкнутый воздушный объем в цилиндре 1, а выполнение на боковой поверхности буртика 8 и стакана 4 канавок 19 и 17 и установка в них уплотнительных эластичных колец 20 и 18 препятствует проникновению воды со шламом из затрубного пространства через зазоры посадок во внутреннюю полость стакана и в буровые штанги. Такое исполнение погружного пневмоударника полностью защитит внутреннюю его полость от проникновения частиц шлама и воды из затрубного пространства, а также упростит конструкцию стакана 4, который снабжен только одним рядом ради964130

Формула изобретения

Составитель Е. Михайлова

Техред И. Верес Корректор М. Коста

Тираж 623 Подписное

Редактор Н. Безродная

Заказ 7165/4

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 альных отверстий 23, выполненных у глухого дна, что снижает потери напора при прохождении потока энергоносителя.

Погружной пневмоударник, содержащий цилиндр, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием энергоносителя, подаваемого в-рабочие камеры через распределительное устройство, установлен ударник, подпружиненный стакан с глухим дном, с цилиндрическим буртиком, радиальными каналами для периодического сообщения внутренней полости стакана с полостью распределительного устройства и клапан, отличаюи4ийся тем, что, с целью. повышения его эксплуатационной надежности путем ликвидации проникновения частиц шлама и воды из затрубного пространства во внутреннюю полость пневмоударника, клапан установлен на глухом торце стакана, а на боковой поверхности цилиндрического буртика и на стакане между радиальными каналами цилиндра и стакана выполнены канавки, в которых установлены уплотнительные эластичные кольца, причем внутри цилиндра выполнены местные уг1в лубления и направляющие мосты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иванов К. И. и др. Техника бурения при разработке месторождений полезных

15 ископаемых. М., «Недра», 1974, с. 198.

2. Авторское свидетельство СССР № 692996, кл. Е 21 С 3/24, 1979 (прототип) .