RU2093675C1 - Subsurface pneumatic striker - Google Patents
Subsurface pneumatic striker Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093675C1 RU2093675C1 RU96116725A RU96116725A RU2093675C1 RU 2093675 C1 RU2093675 C1 RU 2093675C1 RU 96116725 A RU96116725 A RU 96116725A RU 96116725 A RU96116725 A RU 96116725A RU 2093675 C1 RU2093675 C1 RU 2093675C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- hammer
- adapter
- smaller diameter
- gas distribution
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001268 conjugating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
- E21B4/14—Fluid operated hammers
- E21B4/145—Fluid operated hammers of the self propelled-type, e.g. with a reverse mode to retract the device from the hole
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
- B25D9/14—Control devices for the reciprocating piston
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к инструментам ударного действия, а именно к погружным пневмоударникам высокого давления. The invention relates to percussion instruments, namely to high-pressure submersible hammers.
Известен погружной пневмоударник, включающий корпус, закрепленные на его концах переходную втулку для соединения с колонной штанг, нижний переходник и буксу с рабочим инструментом, поршень-ударник, установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения и образованием камер рабочего и холостого хода, в котором выполнены газораспределительные отверстия, и газораспределительную трубку с радиальными отверстиями [1]
Недостатком такого устройства является наличие двух сопряженных силовых направляющих, предназначенных для перемещения поршня-ударника, внутренней поверхности корпуса и нижнего переходника.A well-known submersible hammer, including a housing, an adapter sleeve fixed to its ends for connecting with a rod string, a lower adapter and an axle box with a working tool, an impact piston installed in the housing with the possibility of reciprocating movement and the formation of working and idling chambers, in which gas distribution holes are made, and gas distribution pipe with radial holes [1]
The disadvantage of this device is the presence of two conjugate power rails designed to move the piston drummer, the inner surface of the housing and the lower adapter.
Такое конструктивное решение уменьшает ресурс работы пневмоударника, а также повышает требования к точности его изготовления. Such a constructive solution reduces the life of the hammer, and also increases the requirements for the accuracy of its manufacture.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является погружной пневмоударник, включающий корпус, закрепленные на его концах переходную втулку для соединения с колонной штанг и составной переходник для соединения с буровой коронкой, на части меньшего диаметра которого выполнены радиальные отверстия и продольные пазы, ступенчатый полый поршень-ударник с меньшим со стороны ударного торца диаметром и радиальными газораспределительными отверстиями и размещенным в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения и образованием камеры рабочего хода и камеры холостого хода, сообщенной с продольными пазами переходником, и закрепленную в переходной втулке газораспределительную трубку, имеющую радиальные отверстия и кольцевые проточки [2]
Недостатками такой конструкции пневмоударника является заниженная частота ударов для обеспечения эффективного бурения, связанная с ограничением максимально допустимого давления рабочей смеси.The closest in technical essence to the proposed one is a submersible hammer, comprising a housing, an adapter sleeve fixed at its ends for connecting with a rod string and a composite adapter for connecting with a drill bit, radial holes and longitudinal grooves are made on the smaller diameter part, a stepped hollow piston drummer with a smaller diameter from the shock end and radial gas distribution holes and placed in the housing with the possibility of reciprocating motion and the formation of the working chamber and the idling chamber in communication with the longitudinal grooves of the adapter, and a gas distribution tube fixed in the adapter sleeve having radial holes and annular grooves [2]
The disadvantages of this design of the hammer is the reduced frequency of impacts to ensure effective drilling, associated with the limitation of the maximum allowable pressure of the working mixture.
Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются:
повышение рабочего давления воздушной смеси с 6 до 24 атмосфер;
повышение ударной мощности с 3 до 15 кВт;
увеличение ресурса работы.The tasks solved by the invention are:
increasing the working pressure of the air mixture from 6 to 24 atmospheres;
increase in shock power from 3 to 15 kW;
increase the resource of work.
Технические результаты, поставленные задачами, достигаются созданием погружного пневмоударника, включающего корпус, закрепленные на его концах переходную втулку для соединения с колонной штанг и составной переходник для соединения с буровой коронкой, на части меньшего диаметра которого выполнены радиальные отверстия и продольные пазы, ступенчатый полый поршень-ударник с меньшим со стороны ударного торца диаметром и радиальными газораспределительными отверстиями и размещенным в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения и образования камеры рабочего хода и камеры холостого хода, сообщенной с продольными пазами переходника, и закрепленную в переходной втулке газораспределительную трубку, имеющую радиальные отверстия и кольцевые проточки, в котором, согласно изобретению, ступень большего диаметра поршня-ударника установлена с зазором и на ее наружной поверхности выполнено уплотнение, а длина ступени поршня-ударника меньшего диаметра, непосредственно находящаяся в переходнике, выбрана из соотношения:
l длина ступени меньшего диаметра поршня-ударника, непосредственно находящаяся в переходнике;
h рабочий ход поршня-ударника;
ΔD зазор между ступенью большего диаметра поршня-ударника и корпусом;
Δd зазор между ступенью меньшего диаметра поршня-ударника и переходником.The technical results set by the tasks are achieved by creating a submersible hammer, including a housing, an adapter sleeve fixed to its ends for connecting with a rod string and a composite adapter for connecting with a drill bit, radial holes and longitudinal grooves are made on the smaller diameter part, a stepped hollow piston drummer with a smaller diameter from the shock end and radial gas distribution holes and placed in the housing with the possibility of reciprocating motion the formation and formation of the working chamber and the idling chamber in communication with the longitudinal grooves of the adapter, and a gas distribution pipe fixed in the adapter sleeve having radial holes and ring grooves, in which, according to the invention, a step of a larger diameter of the piston-striker is installed with a gap on it the outer surface is sealed, and the length of the piston-striker stage of a smaller diameter, directly located in the adapter, is selected from the ratio:
l the length of the step of the smaller diameter of the piston-drummer, directly located in the adapter;
h stroke of the piston-hammer;
ΔD the gap between the stage of the larger diameter of the piston-hammer and the housing;
Δd the gap between the stage of the smaller diameter of the piston-hammer and the adapter.
Причем на наружной поверхности части меньшего диаметра переходника дополнительно выполнена сопрягаемая с продольными пазами и радиальными отверстиями кольцевая проточка, а кольцевые проточки в газораспределительной трубке выполнены по краям радиальных отверстий и сопряжены с ними. Moreover, an annular groove mating with the longitudinal grooves and radial holes is additionally made on the outer surface of the part of the smaller diameter of the adapter, and the annular grooves in the gas distribution tube are made along the edges of the radial holes and mate with them.
Такое конструктивное решение позволяет повысить мощность (без изменения энергии удара), надежность, увеличить ресурс работы погружного пневмоударника при снижении требований к его изготовлению, так как снятие силовой нагрузки со ступени большего диаметра поршня-ударника уменьшает интенсивность его износа, а, следовательно, не приводит к увеличению зазора между корпусом и ступенью большего диаметра поршня-ударника, а это ведет к сохранению минимального размера канала утечки между камерами холостого и рабочего хода и, следовательно, поддерживает частоту и энергию ударов пневмоударника на расчетном уровне. Such a constructive solution allows to increase power (without changing the impact energy), reliability, increase the service life of a submersible hammer while reducing the requirements for its manufacture, since removing the power load from the step of a larger diameter of the piston-impactor reduces its wear rate, and therefore does not result in to increase the gap between the housing and the step of the larger diameter of the piston-hammer, and this leads to the preservation of the minimum size of the leakage channel between the idle and working chambers and, therefore, under keeps the frequency and energy of hammer impacts at the calculated level.
Увеличение длины части меньшего диаметра переходника ведет к неоправданному уменьшению объема камеры холостого хода, что снижает энергетические характеристики пневмоударника. The increase in the length of the part of the smaller diameter of the adapter leads to an unjustified decrease in the volume of the idle chamber, which reduces the energy characteristics of the hammer.
Выполнение дополнительной кольцевой проточки на наружной поверхности переходника позволяет сохранить оптимальный объем камеры холостого хода и уменьшить ее влияние на характеристики пневмоударника. The implementation of an additional annular groove on the outer surface of the adapter allows you to save the optimal volume of the idle chamber and reduce its effect on the characteristics of the hammer.
Увеличение ударной мощности с повышением рабочего давления сопровождается ростом частоты ударов, а значит, и интенсификацией процессов зарядки и разрядки рабочих камер пневмоударника. Наличие кольцевых проточек, сопряженных с отверстиями в газораспределительной трубке и поршне- ударнике, позволяет с большой скоростью начинать и завершать процессы зарядки и разрядки рабочих камер. An increase in shock power with an increase in working pressure is accompanied by an increase in the frequency of impacts, and, therefore, an intensification of the processes of charging and discharging the working chambers of a hammer. The presence of annular grooves, coupled with holes in the gas distribution pipe and piston-hammer, allows you to start and end the processes of charging and discharging the working chambers with high speed.
Указанные выше задачи и преимущество настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего описания конструкции и прилагаемых чертежей, где на фиг. 1 показана схема погружного пневмоударника, а на фиг. 2 увеличенное изображение проточек газораспределительной трубки. The above objectives and advantages of the present invention will be apparent from the following description of the structure and the accompanying drawings, in which in FIG. 1 shows a diagram of a submersible hammer, and FIG. 2 enlarged image of the grooves of the gas distribution pipe.
Погружной пневмоударник содержит корпус 1, установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения ступенчатый полый поршень-ударник, ступень 2 большего диаметра которого установлена в корпусе с зазором и на ее наружной поверхности выполнено лабиринтное уплотнение 3, составной переходник 4, в котором непосредственно установлена ступень 5 меньшего диаметра поршня-ударника, переходную втулку 6 и закрепленную в ней газораспределительную трубку 7. На наружной поверхности части меньшего диаметра переходника 4 выполнены продольные пазы 8, радиальные отверстия 9 и дополнительная кольцевая проточка 10. В ступени 2 большого диаметра поршня-ударника выполнены газораспределительные радиальные отверстия 11, 12. The submersible hammer comprises a housing 1, a step hollow piston-hammer, mounted on it with the possibility of reciprocating movement, a step 2 of a larger diameter which is installed in the housing with a gap and a labyrinth seal 3 is made on its outer surface, a composite adapter 4 in which the step is directly mounted 5 of the smaller diameter of the piston-hammer, the adapter sleeve 6 and the gas distribution tube 7 fixed therein. On the outer surface of the part of the smaller diameter of the adapter 4, axial grooves 8, radial holes 9 and an additional annular groove 10. In the stage 2 of the large diameter of the piston-hammer, gas distribution radial holes 11, 12 are made.
Поршень-ударник установлен в корпусе 1 с образованием камер рабочего 13 и холостого 14 хода, а в газораспределительной трубке, имеющей радиальные отверстия 15, по краям которых выполнены сопряженные с ними кольцевые проточки 16, 17, обеспечивающие более резкое открытие и закрытие камер 13 и 14. The hammer piston is installed in the housing 1 with the formation of the chambers of the working 13 and idle 14 strokes, and in a gas distribution tube having
Длина ступени 5 меньшего диаметра поршня-ударника, непосредственно находящаяся в переходнике 4, выбрана из соотношения:
l длина ступени меньшего диаметра поршня-ударника, непосредственно находящаяся в переходнике;
h рабочий ход поршня-ударника;
ΔD зазор между ступенью большего диаметра поршня-ударника и корпусом;
Δd зазор между ступенью меньшего диаметра поршня-ударника и переходником.The length of the step 5 of the smaller diameter of the piston-hammer, directly located in the adapter 4, is selected from the ratio:
l the length of the step of the smaller diameter of the piston-drummer, directly located in the adapter;
h stroke of the piston-hammer;
ΔD the gap between the stage of the larger diameter of the piston-hammer and the housing;
Δd the gap between the stage of the smaller diameter of the piston-hammer and the adapter.
Формула получена из условия обеспечения гарантированного зазора между ступенью 2 поршня-ударника большого диаметра и корпусом 1. The formula is obtained from the condition of ensuring a guaranteed gap between the stage 2 of the piston-drummer of large diameter and the housing 1.
Экспериментально доказано, что чем больше длина ступени меньшего диаметра поршня-ударника, непосредственно находящегося в переходнике, тем выше надежность и характеристики всей конструкции. It has been experimentally proved that the greater the length of the step of the smaller diameter of the piston-hammer, directly located in the adapter, the higher the reliability and characteristics of the entire structure.
Если выполнить ΔD/Δd 2 то при h 40 мм l > 80 мм. If you perform ΔD / Δd 2 then for h 40 mm l> 80 mm
Экспериментально получено l 140 мм. Experimentally obtained l 140 mm
Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.
Газообразную рабочую смесь под давлением через радиальное отверстие 15 газораспределительной трубки 7 и газораспределительные радиальные отверстия 11 поршня-ударника подают в камеру холостого хода 14, под действием давления этой смеси поршень-ударник перемещается в сторону от рабочего инструмента 18 (буровая коронка). При этом камера рабочего хода 13 соединена с атмосферой через газораспределительное радиальное отверстие 12 и центральное отверстие 19 в буровой коронке. При перемещении поршня-ударника до положения, при котором камера холостого хода 14 соединится с атмосферой через радиальное отверстие 9 в переходнике и центральное отверстие 19 в поршне-ударнике, в камеру рабочего хода 13 по газораспределительной трубке 7 попадает рабочая смесь, и под ее давлением поршень-ударник ускоренно перемещается в сторону рабочего инструмента и наносит по нему удар. The gaseous working mixture under pressure through the
После удара цикл работы погружного пневмоударника повторяется. After the impact, the cycle of the submersible hammer is repeated.
Claims (1)
где l длина ступени меньшего диаметра поршня-ударника, непосредственно находящаяся в переходнике;
h рабочий ход поршня-ударника;
ΔD - зазор между ступенью большего диаметра поршня-ударника и корпусом;
Δd - зазор между ступенью меньшего диаметра поршня-ударника и переходником,
причем на наружной поверхности части меньшего диаметра переходника дополнительно выполнена сопрягаемая с продольными пазами и радиальными отверстиями кольцевая проточка, а кольцевые проточки в газораспределительной трубке выполнены по краям радиальных отверстий и сопряжены с ними.A submersible hammer, comprising a housing, an adapter sleeve fixed at its ends for connecting with a rod string and a composite adapter for connecting with a drill bit, radial holes and longitudinal grooves are made on the parts of a smaller diameter, a stepped hollow piston-hammer with a smaller diameter on the side of the impact face and radial gas distribution holes and housed in the housing with the possibility of reciprocating motion and the formation of the chamber of the stroke and the chamber of idling, oh with longitudinal grooves of the adapter, and a gas distribution tube fixed in the adapter sleeve having radial holes and annular grooves, characterized in that the step of the larger diameter of the piston-hammer is installed in the housing with a gap and sealing is made on its outer surface, and the length of the piston-hammer stage smaller diameter, directly located in the adapter, selected from the ratio
where l is the length of the step of the smaller diameter of the piston-hammer, directly located in the adapter;
h stroke of the piston-hammer;
ΔD is the gap between the step of the larger diameter of the piston-hammer and the housing;
Δd is the gap between the stage of the smaller diameter of the piston-hammer and the adapter,
moreover, on the outer surface of the part of the smaller diameter of the adapter, an annular groove mating with the longitudinal grooves and radial holes is additionally made, and the annular grooves in the gas distribution tube are made along the edges of the radial holes and mate with them.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96116725A RU2093675C1 (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Subsurface pneumatic striker |
| PCT/RU1996/000328 WO1997012120A1 (en) | 1996-08-30 | 1996-11-14 | Subsurface pneumatic hammer |
| AU76580/96A AU7658096A (en) | 1996-08-30 | 1996-11-14 | Subsurface pneumatic hammer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96116725A RU2093675C1 (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Subsurface pneumatic striker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2093675C1 true RU2093675C1 (en) | 1997-10-20 |
| RU96116725A RU96116725A (en) | 1997-12-10 |
Family
ID=20184615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96116725A RU2093675C1 (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Subsurface pneumatic striker |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7658096A (en) |
| RU (1) | RU2093675C1 (en) |
| WO (1) | WO1997012120A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102587824A (en) * | 2012-03-21 | 2012-07-18 | 宣化苏普曼钻潜机械有限公司 | High-wind-pressure impactor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1689605A1 (en) * | 1988-07-05 | 1991-11-07 | Научно-Производственное Объединение Самоходной Горной Техники "Криворожрудмаш" | Pneumatic plunger |
| SU1652535A1 (en) * | 1989-06-27 | 1991-05-30 | Кыштымский машиностроительный завод им.М.И.Калинина | Down-hole pneumatic hammer |
-
1996
- 1996-08-30 RU RU96116725A patent/RU2093675C1/en active
- 1996-11-14 AU AU76580/96A patent/AU7658096A/en not_active Abandoned
- 1996-11-14 WO PCT/RU1996/000328 patent/WO1997012120A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Патент СССР N 1811556, кл. E 21 C 3/24, 1993. 2. Авторское свидетельство СССР N 1689605, кл. E 21 C 3/24, 1991. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102587824A (en) * | 2012-03-21 | 2012-07-18 | 宣化苏普曼钻潜机械有限公司 | High-wind-pressure impactor |
| CN102587824B (en) * | 2012-03-21 | 2015-02-04 | 宣化苏普曼钻潜机械有限公司 | High-wind-pressure impactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997012120A1 (en) | 1997-04-03 |
| AU7658096A (en) | 1997-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4932479A (en) | Vacuum-compression type percussion power tool with a pumping chamber | |
| ATE366645T1 (en) | IMPACT DRILL | |
| US4828046A (en) | Vacuum-compression type percussion power tool with an auxiliary chamber | |
| RU2093675C1 (en) | Subsurface pneumatic striker | |
| SU607885A1 (en) | Pneumatic percussive device | |
| CN109209221B (en) | Down-the-hole hammer equipment and impact guiding system thereof | |
| US4823886A (en) | Vacuum-compression type percussion power tool | |
| US4094366A (en) | Pneumatic percussion machines | |
| US4159040A (en) | Pneumatic percussion tool | |
| CN108239978B (en) | Differential hydraulic pile hammer | |
| GB2084917A (en) | Improvements in or relating to percussive tools | |
| CN110241881B (en) | Rock digging reamer utilizing air pressure impact to assist in crushing and use method thereof | |
| RU2036076C1 (en) | Air-operated hammer | |
| RU96116725A (en) | SUBMERSIBLE SHOULDER | |
| SU739184A1 (en) | Pneumatic percussive device | |
| CN116164007B (en) | Buffer piston composite bushing for hydraulic rock drill and hydraulic buffer system | |
| SU1258999A1 (en) | Pneumatic perforator drill | |
| SU281341A1 (en) | SUBMERGED PNEUMATIC DRILL | |
| SU1643675A1 (en) | Percussive air tool for forming holes in soil | |
| RU2062692C1 (en) | Pneumatic hammer with throttle type air distribution | |
| SU977760A1 (en) | Deep well pneumatic hammer drill for wells | |
| SU527501A1 (en) | Pneumatic percussion device | |
| SU1108170A2 (en) | Percussive pneumatic device | |
| SU1008437A2 (en) | Immersible pneumatic percussion machine for drilling wells | |
| SU1084437A1 (en) | Submersible pneumatic percussive mechanism |