Гидравлический ударник

)5 Е 21 В 31/11 ГОСУДАРСТВЕ ННЫ ЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКР ЫТИ ЕТЕНИЯ У еке 985.щук А.П.буровым бурению нефменно к ударации прихвата ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(56) Патент СШАМ 4550789, кл, 175-297, опублик.Пустовойтенко И.П., СельваСправочник мастера по сложнымработам. М.: Недра, 1983, с. 141. 54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАРН(57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к ударным механизмам для ликвидации прихвата Изобретение относитс тяных и газовых скважин, ным механизмам для.ликв колонны труб,Целью изобретения является увеличение энергии наносимых ударов за счет увеличения длины рабочего хода бойка.На чертеже показана схема гидравлического ударника в исходном положении.Ударник содержит полый корпус 1 с наковальней 2 в верхней части, телескопически установленный в корпусе ударный шток 3 с поршнем 4 и бойком 5 на наружной поверхности, верхнюю 6 и нижнюю 7 камера разного диаметра (диаметр верхней камеры большими), герметизированные уплотнителями 8. Верхняя камера образоколонны труб. Целью изобретения является увеличение энергии наносимых ударов эа счет увеличения длины рабочего хода бойка. Для этого гидравлический ударник, включающий корпус с камерами большего и меньшего диаметров и установленный в корпусе телескопически шток с поршнем и бойком, снабжен дополнительным кольцевым поршнем, телескопически связанным с поршнем штока, подпружиненным относительно корпуса и установленным в последнем с воэможностью ограниченного осевого перемещения. Камера меньшего диаметра образована стенками штока и дополнительного кольцевого поршня, что позволяет ав томатически регулировать длину рабочего хода бойка в зависимости от осевого усилия срабатывания, при передаче которого рассоединяются поршни, 1 ил.шеф вана наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью корпуса. Нижняя камера образована наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью дополнительного кольцевого поршня 9, телескопически установленного в корпусе на пружине 10 и телескопически связанного с поршнем штока. Поршень 4 содержит кольца 11. Поршень 9 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения. В своих крайних верхнем и нижнем положениях он контактирует с ограничителями 12 перемещения. Для обеспечения соединения с прихваченной частью колонны труб служат шлицы 13 штока 3, взаимодействующие с ответными шлицами 14 корпуса 1. Ударник присоединяют к бурильной колонне через резьбу в верхнем переводнике 15, а к при 1677253хваченной части через резьбу в переводнике 16,Гидравлический ударник для ликвидации прихвата работает следующим образом.Ударник спускают в скважину на бурильной колонне и соединяют с прихваченной частью инструмента, Разгрузкой ,колонны шток 3 перемещают вниз до захода поршня 4 в камеру 7 и далее до упора верхнего переводника 15 в торец корпуса 1, Затем натягивают колонну с выбранным усилием, Благодаря гидравлическому сопротивлению в зазорах между поршнем 4 и поршнем 9 усилие натяжения накапливается в виде энергии упругой деформации удлинения бурильной колонны, Вязкая кидкость в верхней камере сжимается и в ей возникает давление, пропорциональное растягивающему усилию Образовавшийся перепад давлений действует на верхний торец подпружиненного поршня 9. Условием для перемещения вниз поршня при этом будет неравенство(Рв - Рн)ЯвтГпр,Где Рв - давление в верхней камере;Рн - давление в нижней камере;Яв - площадь верхнего торца поршня 9; Глр - усилие со стороны пружины от первоначального ее сжатия,Поршень 4 начинает медленно двигатьСя вверх, обьем нижней камеры увеличиваЕтся и поршень 9 перемещается вниз на Определенное расстояние ЛЬ, сжимая при Этом пружину 10. Одновременно жидкость начинает перетекать через малые зазоры в подпоршневую область, поршень 4 продолжает движение вверх и по истечении некоторого времени входит в расширенную верхнюю камеру 6, гидравлическое сопротивление изчезает, шток 3 получает возможность свободно двигаться и за счет накопленной энергии деформации бурильной колонны с высокой скоростью перемещается вверх. В конце хода боек 5 наносит удар по наковальне.Рабочий ход бойка 5 определяется расстоянием Ь от наковальни 2 до верхнего торца подпружиненного поршня 9 в момент рассоединения поршней, Положение поршня 9 зависит от жесткости пружины 10 и рабочего давления жидкости, действующего на площадь верхнего торца поршня 9 и пропорционального усилию срабатывания механизма, Взаимосвязь этих величин можно выразить соотношением Р Ьвт Р Явт Е Е Яп где Ли - перемещение поршня 9 вниз;5 Р - рабочее давление, т,е. превышениедавления жидкости в верхней камере по сравнению с нижней;Е - усилие натяжения колонны трубсверх ее собственного веса, обеспечиваю щее срабатывание ударника;Яп - площадь поршня 4;Е - жесткость пружины.Следовательно, рабочий ход бойка и равен15Ь=Ь+ ЛЬ,где Ь 0 - конструктивный размер ударника.Известно, что максимум энергии и силы 20 удара достигается при максимальной скоро, сти удара. Причем с увеличением усилиясрабатывания ударника максимуму скорости удара соответствует больший ход бойка, который определяется полученной форму лойг МО1030 где по - конструктивный размер, рассчитанный для минимального осевого усилия срабатывания 10 тс.Зная предыдущие величины, можно определить необходимую жесткость пружиныпо формулеГ Ц+Ьь где Го - начальная осадка пружины.Формула изобретения Гидравлический ударник для ликвидации прихвата колонны труб в скважине, 45 включающий полый корпус с наковальней вверхней части, телескопически установленный в полости корпуса ударный шток с поршнем-бойком на наружной поверхности, образующим со стенками корпуса две камеры - верхнюю большего диаметра и нижнюю меньшего диаметра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения энергии наносимых ударов за счет увеличения длины рабочего хода бойка, он снабжен подпру жиненным в осевом направленииотносительно корпуса дополнительным кольцевым поршнем, телескопически установленным в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения иЗб 77253 Составитель И.ВевкоеваРедактор М,Бандура . Техред М,Моргентал орректор М,Кучеряв Заказ 3093 Тираж 344 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 телескопически связанным с поршнем штока, при этом нижняя камера корпуса образована стенками штока дополнительногокольцевого поршня.