Гидроударник для генерации попереч-ных ударных импульсов — SU 815257 (original) (raw)
Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИДЬСТВУ оц 815257(22) Заявлено 02.02. 79 (21) 2722209/22-03с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 23 Я 3,81. Бюллетень Й 9 11Дата опубликования описания 23.03. 81 Р 1)м Кз Е 21 В 4/14 Государственный комитет СССР ио дмам изобретений и открытий) ГИДРОУДАРНИК ДЛЯ ГЕНЕРА УДАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ПЕРЕ Изобретение относится к технике для бурения геологоразведочных скважин, а именно к гидроударным забойным буровым машинам.Известен гидравлический вибратор, включающий корпус и шар, причем корпус в нижней части снабжен отверстиями для прохода жидкости, а в верхней части - расширяющимся книзу соплом., В этом вибраторе рабочим элементом является заключенный в корпус шар, совершающий под действием струи проваювочной жидкости, проходящей через корпус, колебательные движения в разных направлениях и, в том числе, в горизонтальной плоскости. В крайних положениях своих радиальных перемещений шар наносит удары по внутренней поверхности корпуса 13 .Недостаток этого вибраторанизкая эффективность - хаотическое перемещение шара с малой энергией боковых ударов, слабовзаимосвязанных с количеством прокачиваемой жидкости.Известен также снаряд для бурения скважин с отбором керна, включающий корпус, верхний и нижний переходники с проходными отверстиями и боек, подвешенный в корпусе с возможностью углового перемещения относительно оси снаряда и образукщий с корпусом кольцевой диффузор. В этом снаряде эллипсоидной формы боек подвешен в корпуси перемещается в радиальных направлениях в результате отклоняющего действия проьывочного потока, и наноситпериодически поперечные удары повнутренней поверхности корпуса 21Недостатками этого снаряда являются низкий КПД и малая величина энергии поперечных ударных импульсов, атакже нестабильная работа устройства при различных расходах промывочной 15 жидкости, вследствие того, что изменения режима струи и обусловленныеэтим перемещения бойка носят незакономерный спородический характер, аувеличение расхода промывочной жид кости не сопровождается повышениемзабойной мощности снаряда. При значительном повыаении расхода это устройство работать не может, посколькубоек колеблется внутри, струи, почти 25 не касаясь стенок.Цель изобретения - увеличениеэнергии ударов бойка и повышение стабильности работы гидроударника приразличных расходах промывочной жид кости.Указанная цель достигается тем, что гидроударник снабжен перекидным клапаном - распределителем потока, установленным с возможностью периодического перекрытия проходных отверстий одного из переходников и пружиной, установленной на одной вертикальной оси с бойком и клапаном для взаимодействия с ними. При этом пру" жина может быть размещена между бой" ком и клапаном, подклапаном или над бойком.На фиг. 1 показан гидроударник общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - схема движения промывочного потока и действующих на боек сил при его положении вправо от вертикальной оси; на фиг, 5 - то же, при положении бойка влево от оси; на фиг. б - гидро- ударник с расположением пружин над бойком и под клапаном.Гидроударник содержит верхний переходник 1 и нижний переходник 2, соединевные с корпусом 3. В корпусе 3 заключен, боек 4 с пружиной 5. Перекидной клапан-распределитель б клиновой формы примыкает к одному из переходников, в данном случае к нижнему переходнику 2. В нижнем переходнике 2 закреплена насадка 7 с отверстиями 8 для прохода жидкости, перекрываемыми перекидным клапаном б, Верхний переходник снабжен насадкой 9 с отверстиями 10. Пружина 5 установлена на одной вертикальной оси с бойком 4 и клапаном б и может быть расположена между бойком 4 и клапаном б (фиг.1), а также над бойком 4 и под клапаном 6 (фиг.б)Работа гидроударника заключается в следующем.Установленные один над другим боек 4, перекидной клапан б, благодаря наличию на одной оси с ними сжатой с определенным натягом пружины 5, не могут занимать положение по верти. кальной оси гидроударника, а обязательно отклоняются от нее, например, в правую сторону (фиг. 4). При этом, благодаря клиновой форме клапана б и наличию клиновой прорези в нижней насадке 7, клапан б своей боковой гранью перекрывает одно из двух проходных отверстий 8 этой насадки. В таком положении промывочная жидкость, огибая со всех сторон боек 4, перемещается вниз вдоль левой стенки и, согласно уравнениям гидро- динамики, внутреннее давление Р движущегося с высокой скоростью в этой зоне потока, оказывается меньше, чем давление Р вблизи правой стенки, где движение в этот момент практически отсутствует.Под действием разности этих давлений, и огибающего его потока жидкости боек 4 перемещается влево, 1. Гидроударник для генерации поперечных ударных импульсов, включающий верхний и нижний переходники спроходными отверстиями для промывочной жидкости и корпус с установленнымвнутри него бойком, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увели"чения энергии ударов бойка и повышениястабильности работы гидроударника приразличных расходах промывочной жидкости, гидроударник снабжен перекидным клапаном и распределителем потока, установленным с возможностьюпериодического перекрытия проходныхотверстий одного из переходников ипружиной, установленной иа одной вертикальной оси с бойком и клапаном длявзаимодействия с ними.2, Гидроударник по п.1, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что пружинаразмещена между бойком и клапаном,3, Гидроударник по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что пружинарасположена под клапаном,4. Гидроударник по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что пружина расположена над бойком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 209350, кл. Е 21 В 1/06, 1965.2. Авторское свидетельство СССР449143, кл. Е 21 В 25/00, 1973(прототип). 35 40 45 50 55 0 65 преодолевая усилие сжатия пружины 5,После того, как он пересекает вертикальную ось гидроударника, к гидравлическим силам давления добавляется также усилие сжатой пружины 5и боек наносит удар по стенке корпуса 3. В заключительной стадии этогополуцикла рабочего процесса изменивая свое положение пружина 5 осуществляет перекидывание клапана б влево (фиг.5). В таком положении онперекрывает левое отверстие 8 насадки 7, после чего цикл повторяетсяв той же последовательности, но сперемещением бойка слева направо.С увеличением натяга пружины и 5 расхода промывочной жидкости частотаи энергия поперечных ударов гидро-ударника пропорционально возрастают.Применение гидроударника поперечных импульсов позволит ликвидировать 20 подклинки керна при бурении в интенсивно трещиноватых породах и благодаря этому одновременно повысить какрейсовую скорость бурения, так и качество кернового материала. Я 5 Предлагаемый гидроударник можетбыть эффективно использован при любыхрасходах проьывочной жидкости, приобеспечении его стабильной работы,причем с возрастанием расхода пропорционально повышается и энергия поперечных ударных импульсов.Формула изобретения815257 Составитель Н. ХлебниковТехредН.Вабурка Корректор Г. Наэарова актор О. черничен акаэ 1000/5 Патент", г. Уагород, ул. Проектная,4 ил Тирам 62 гИИПИ Государственного комитета по делам иэобретений и открыты 5, Москва, Ж, Раушская наб. ПодпнсноСССР д. 4/5