Снаряд ударного бурения

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфветсиикСоциалистическиеРеспублик и 927947Опубликовано 150582Бюллетень 18 пе делам изобретений и открытий(53) УДК 622.243, .92.05(088.8) Дата опубликования описания 15,05.82 с Ф.А.А.ПавличенкоСпециальное проектно-конструкторско и технологическоебюро по электровибрационной технике Всеыцащогб."научнопроизводственного объединения "Потенциал"(54) СНАРЯД УДАРНОГО БУРЕНИЯ Изобретение относится к погруженым устройствам для бурения скважин ударным и ударно-вращательным способом,Известно устройство для ударного бурения, содержащее корпус, приводной вал, связанный посредством косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, соединенный штангой с подпружиненным ударником ведущий поршень 1 1.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ударного бурения, содержащее корпус, приводной вал, связанный посредством косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, соединенный штангой с ударником и долотом ведомый поршень, полость под которым гид. равлически связана с камерой ведущего поршня 123. Это устройство относится к классу молотковых, у которых ударная масса (молоток) и породоразрушающий инструмент (долото) разобщены. Иолотковые устройства широко используются в промышленности для работы на малых и средних (до 500 кгс м) 1 величинах энергий ударов, но они практически непригодны для работы на больших (свыше 100 кгс м) энергиях ударов из-за утечек рабочей жидкости через уплотнения ведомого поршня.Целью изобретения является увеличение энергии единичного удара.Для достижения этой цели полость над ведомым поршнем выполнена замкнутой и связана с полостью под ведомым поршнем посредством канала, в котором установлен обратный клапан для пропуска жидкости из полости под поршнем в полость над поршнем.,На фиг. 1 показана конструкция снаряда ударного бурения, разрез;на фиг. 2 - разрез. А-А на фиг. 1Снаряд ударного бурения имеет корпус 1, внутри которого находится многоступенчатая гидравлическая турбина 2 (или электродвигатель), при-, водной вал которой посредством косой1 о 5 2 О 25 30 3, 92 шайбы 3 с серпообразным пазом 4 и гидростатической шаровой опоры 5 связан с ведущим поршнем б, ведомый поршень 7 соединен штоком 8 с ударником 9 и с привернутым к нему плоским долотом 10.В качестве силовой пружины, при помощи которой по горной породе нано" сятся удары долотом 10, используется сжатое масло, заключенное в замкнутой полости 11, расположенной над ведомым поршнем 7. Ведущий поршень 6 с гидростатической опорой 5 прижимается к косой шайбе 3 при помощи пру. жины 12.Снаряд соединяется с бурильными ,трубами при помощи резьбы 13 на верхнем конце переходника 1 ч,Необходимое для нормальной работы снаряда небольшое избыточное давление масла в полости корпуса 15 по отношению к действующему в скважине давлению промывочной жидкости создается при помощи разделительного поршня 16 и пружины 17, Крутящий момент с корпуса 1 передается на ударник 9 и долото 1 О скользящим шлицевым соединением 18, Полость 19 под ведомым поршнем 7 связана с кана. лом 20 на штоке 8, с камерой ведущего поршня 6 и с полостью 11 над ведомым поршнем 7 посредством канала 21, в котором установлен обратный клапан 22.Снаряд ударного. бурения работает следующим образом.Промывочная жидкость подается с поверхности по буровым трубам и, приводя в движение турбину 2, пропускается через снаряд по кольцевому пространству, образованному между корпусами 1 и 15. В нижней части снаряда промывочная жидкость направляется в осевой канал ударника 9 а оттуда . в долото 10.Снаряд приводится во вращение с поверхности бурильными трубами от ротора или вращателя.Перед запуском снаряд должен быть несколько приподнят над забоем,и под действием силы веса долото 10, ударник 9 шток 8 и поршень 7 занимают крайнее нижнее положение. С момента подачи в буровые трубы с поверхности промывочной жидкости приводится в движение турбина 2 и ведущий поршень 6 совершает возвратно-поступательные движения. Вниз его толкает косая шайба 3, а вверх - пружина. Число 797 4 двойных кодов соответствует числуоборотов ротора турбины. При этомведомый поршень 7 и ударник 9 с долотом 10 остаются неподвижными, поскольку полость 19 сообщается каналом 20 с масляной полостью снаряда и под ведомым поршнем 7 не развивает.ся необходимое для подъема ударникас долотом давление.Для того, чтобы ударник с долотомначали двигаться и наносить ударыпо породе, снаряд опускают в скважину и долото подводится к забою. Припродвижении снаряда к забою скважины корпуса 1 и 15 сдвигаются относительно деталей 8, 9 и 10 и канал 20закрывается. С момента перекрытияканала 20 долото 10 вместе с другимидеталями приводятся в движение -они поднимаются над забоем и падаютна него,Пока гидростатическая опора 5скользит по участку поверхности косой шайбы 3 без серповидного паза,ведущий поршень 6 совершает движениесверху вниз, а через масло, заключенное между поршнями 6 и 7 последнийдвижется вверх, Вместе с поршнем 7 поднимаются ударник 9 и долото 10,Во время этого хода снижается масло,заключенное в полости 11, и происходит зарядка силовой жидкостной пружины.В положении, когда гидростатичес.кая опора 5 наезжает на серповидный паз 1, полость 19 сообщается с масляной полостью снаряда,.и не встречая больше противодействия со стороны полости 19, поршень 7 вместе с де.талями 9 и 10, под действием силы ва са и жидкости, сжатой в полости 11, направляется к забою и долото 10 наносит по породе удар. Затем совершается следующий подъем долота 1 О с зарядной жидкостной пружины и выполняется новый удар по забою скважины, далее удары по горной породе повторяются.В процессе следующих друг за другом сжатий и разрядок жидкостной пружины масло (утечки через неплотности) из полости 11 перетекает по щелевому зазору между стенками цилиндра и поршнем 7 - в полость 19. При этом корпусь 1 1 и 15 несколько проседают 55вниз.Со смещением корпусов 1 и 15 внизоткрывается входное отверстие канала 21 и из полости 19 через клапанформула изобретения 5 9279 22 в полость 11 впрыскивается порция масла, возвращающая корпус 1 и 15 в исходное состояние.Применение предлагаемого снаряда позволяет производить процесс ударно" го разрушения горной породы при минимальных осевых и крутящих нагрузках почти на порядок меньших, чем при вращательных способах бурения), чем предопределяется минимальный износ 30 вооружения долота. Снаряд ударного бурения, содержа. щий корпус, приводной вал, связанный посредством косой шайбы и шаро" вой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, .соединенный штангой с 7 6ударником и долотом ведомый поршень,полость под которым гидравлическисвязана с камерой ведущего поршня,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения энергии единичного удара, полость над ведомым поранем выполнена замкнутой и связана сполостью под ведомым поршнем посредством канала, в котором установленратный клапан для пропуска жидкоси из полости под поршнем в полостьнад поршнем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 373384, кл. Е 21 В 5/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССРУ й 6616, кл. Е 21 В 5/00, 1970