Гидробур

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У 111926210по делам изобретений и открытий.В. Зыбинский и В,С. Фоменко 1) Заявнтел Красного Зн Дон рудов скии и орден олитехн ститут) ГИДРОБУР Изобретение от бурения, а именно забойным двигател жин малого диамет Известен гидро пус, поршень со ш впускной и выхлоп никовый узел Г 1 1, осится к техн лически урения сква а.ур, сооком,ой кла держащии корприводной вал, паны, подшипНаиболее блипо техническому робур, содержащ шток которого с зан гидр а Фиг. 2 г. 3-р ралом посредство хлопной клапан лжена м, клриводнС 22гидробсилие,затемт, опри порш впускным клапаноный в полости иипниковый узелтком известныхо, что осевое утоком, котороекрутящий момено частью площадбур относится к кла поршнем иустановле в ла, по Недос ров являетс виваемо ра преоб- еделязуется ся тол е. гид ня,у ди л 7. ким к предлагаемому решению является гид 1 В й корпус, поршень, язан с приводным ва-. винтовых нарезок, вывзаимодействующий с Ференциальных машин, а это приводитк снижению удельного крутящего момента на выходе, цто уменьшает производительность механизма.Цель изобретения - повышение к утящего момента гидробура.Указанная цель достигается тем,цто клапан, установленный в полостиприводного вала, выполнен подпружиненным, причем полость над клапаномгидравлицески связана с полостями ипоршнем и под штоком.На Фиг. 1 пока обур, продольный разрез; н - продоние фиг. 1; на Фи азрез А-Ана Фиг. 1; на Фиг эрез Б-БФиг. 2,Гидробур состоит из корпусаверхней части которого размещено рапределительное устройство 2 с цилинром 3. В средней части корпуса 1 раположен компенсатор реактивного момента 4 с пальцами 5 и роликами б,в нижней части - подшипниковый уэе30 зом 3 92621 В распределительном устройстве 2 выполнено отверстие 8 для присоединения бурильных труб, подводящих рабочий агент, продольные каналы 9 и 1 О для подачи рабочего агента соответственно в верхнюю и нижнюю полости цилиндра 3, камера 11 высокого давления с каналом 12 для соединения с нагнетательной линией и расположенным в ней по центру впускным двухсторонним кла О паном 13 и камера 14 низкого давления с выхлопным окном 15 для отвода рабочего агента, с установленным в ней по центру выхлопным клапаном 16 с тягой 17 и пружиной 18. Внутри ци линдра 3 помещен поршень 19 со штоком 20 в полости которого установлены верхний 21 и нижний 22 ограничители с пружиной 23 На конце штока 20 жестко закреплен палец 24 с роликами 20 25, связанными с винтовой нарезкой 26 приводного вала 27 имеющего выхлопное осевое отверстие 28. В полости приводного вала 27 по оси установлен выхлопной клапан 29 с пружиной 30, причем полость над клапаном гидравлически связана с полостями под поршнем 19 и под штоком 20.Гидробур работает следующим обраРабочий агент (вода, глинистый раствор) по каналам 8 и 12 распределительного устройства 2 заполняет камеру 11 высокого давления и далее верхнюю полость цилиндра 3, вызывая 35 опускание поршня 19 со штоком 20 и пальцем 24 с роликами 25 вниз, Ролики 25, взаимодействуя с винтовой нарезкой 26, заставляют приводной вал 27 вращаться. Реактивный крутящий 40 момент через ролики 6 и пальцы 5 воспринимается корпусом 1. В это время отработанный рабочий агент из нижней полости цилиндра 3 вытесняется через осевое отверстие 28 приводного 45 вала 27 на забой. На всем протяжении хода поршня 9 вниз клапаны 13 и 16 удерживаются в верхнем положении за счет разности 50 давления рабоцего агента снизу и сверху клапана, обеспечивающего их само- уплотнение, так как канал 10 распределительного устройства 2, перекрываемый клапаном, связывает камеру 55 высокого 11 давления с нижней полостью цилиндра 3, имеющей низкое давление, а канал 12 - нагнетательной линией,0 фНа выхлопной клапан 16 действие силаналогичное,(огда поршень 19 дойдет до нижнего положения, нижний ограничитель22 упрется в гловку тяги 17, и пружина 23 начинает сжиматься, поскольку система клапановудерживается давлением жидкости на выхлопной клапан16. При сжатии пружины 23 на заданную величину, шток 20 перемещает выхлопной клапан 29 вниз и перекрываетвыхлопное осевое отверстие 28. Давление жидкости в цилиндре 3 становится одинаковым, и поршень останавливается, а пружина 23 разжимается иперемещает выхлопной 16 и впускной13 клапана вниз. При этом открывается выхлопное окно 15 и впускнойпродольный канал 10.При нижнем положении клапанов,рабочий агент по каналу 12 заполняет камеру 11 высокого давления и далее по каналу 10, кольцевому зазорумежду корпусом 1 и цилиндром 3 поступает в нижнюю полость цилиндра, вызывая подъем поршня 19 со штоком 20 ипальцем 24 с роликом 25 вверх. Ролики 25, взаимодействуя с винтовой нарезкой 26, заставляют приводной вал27 вращаться а реактивный момент через ролики 6 и пальцы 5 воспринимается корпусом 1. При этом, из-за отсутствия уплотнения штока, рабочая площадь равна площади поршня и одинакова при ходе вниз и вверх. На всем протяжении хода поршня 18 вниз клапанудерживается в нижнем положении засчет разности давления рабочего агента сверху и снизу клапана, обеспечивающего его самоуплотнение, так какканал 9 распределительного устройства 2 связывает камеру высокого давления с верхней полостью цилиндра, имеющей низкое давление, а канал 12 - снагнетательной линией. На выхлопнойклапан 29 действие сил - аналогичное.В это время отработанный рабочийагент из верхней полости цилиндра 3вытесняется через камеру 14 низкогодавления и выхлопное окно 15 в скважину. В верхней точке реверса верхний ограничитель 21 упирается в хвостовик выхлопного клапана 16, и при дальнейшем движении вверх; начинает сжиматься пружина 23 до момента соударения с нижним ограничителем 22. Сила соударения ограничителей 21 и 22926210 5и сжатие пружины 23 вызывает перестановку клапанов 13 и 16 в исходное положение. В момент перестановки клапанов образуется сбратная гидроударная волна пониженного давления, поэтому давление жидкости в нижней по" лости цилиндра 3 становится меньше рабочего; и выхлопной клапан 29 силой сжатой пружины 30 перемещается вверх и открывает выхлопное осевое отверс О тие 28. Поршень 19 начинает совершать ход вниз, и цикл повторяется.Применение предлагаемого гидробура позволит повысить производительность бурения на 204 по сравнению с из вестным, за счет повышения удельного крутящего момента на единицу диаметра, повысить надежность и увеличить срок службы путем применения самоуплотняющихся клапанов; а также обеспечить 20 бурение геологоразведочных скважин малого диаметра (например Ф 59 мм) изза возможности разработки конструкции гидробура соответствующего диаметра. 6формула изобретения Гидробур, содержащий корпус, пор"шень, шток которого связан с приводным валом посредством винтовых нарезок, выхлопной клапан, взаимодействующий с поршнем и впускным клапа"ном, клапан, установленный в полостиприводного вала, подшипниковый узел,о т й и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения крутящего момента,клапан, установленный в полости приводного вала, выполнен подпружиненным, причем полость над клапаном гидравлически связана с полостями подпоршнем и под штоком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2357690/03,кл, Е 21 В 4/02, 1976.2. Авторское свидетельство СССРйф 788870, кл, Е 21 В 4/02, 1979926210 Реда кт Тираж 62 Й ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, ЖЗаказ 2918/1 исноССР По ого .комитета