RU2209914C1

RU2209914C1 - Submersible air-powered striker to drill holes

Info

Publication number: RU2209914C1
Application number: RU2002106358/03A
Authority: RU
Inventors: Б.Г. Климов; нова Л.Н. Гиль; Л.Н. Гильянова; Л.И. Матвеева
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технологический университет
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: drilling equipment. SUBSTANCE: submersible air-powered striker can be used to raise energy of single strike and its frequency against rocks of medium and high strength. Air-powered striker includes body, striker and bit. Butt part of striker is additionally fitted with headband made of wolfram-cobalt alloy. EFFECT: enhanced striking capacity of air-powered striker. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин и может быть использовано для повышения энергии единичного удара и его частотности по породам средней и высокой прочности. The invention relates to a device for drilling wells and can be used to increase the energy of a single impact and its frequency in rocks of medium and high strength.

Известен многокамерный погружной пневматический ударный механизм, содержащий корпус, гильзу и размещенный внутри гильзы ударник с хвостовиком, разделяющим полость гильзы на основную камеру холостого хода и основную камеру рабочего хода (см. авт. св. СССР 1439187, МПК7 Е 21 В 4/14, Е 21 С 3/24, опубл. 23.11.88 г.). Known multi-chamber submersible pneumatic impact mechanism containing a housing, a sleeve and a drummer located inside the sleeve with a shank separating the cavity of the sleeve into the main idle chamber and the main working chamber (see ed. St. USSR 1439187, IPC 7 E 21 V 4/14, E 21 C 3/24, publ. 11/23/88).

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, высокая материалоемкость и большие габариты. The disadvantages of this device are the design complexity, high material consumption and large dimensions.

Наиболее близким к заявленному устройству является пневмоударник (П1-75), состоящий из корпуса с ударной массой (ударник) и долота (см. Пономарчук А.Ф., Самойленко Н.М. "Новый пневмоударник П1-75", Горный журнал, М., 1962 г., 9, с. 55-56). Closest to the claimed device is a hammer (P1-75), consisting of a body with shock mass (hammer) and a bit (see Ponomarchuk AF, Samoilenko NM "New hammer P1-75", Mining Journal, M ., 1962, 9, p. 55-56).

Недостатком прототипа является ограниченная ударная мощность. The disadvantage of the prototype is the limited impact power.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение ударной мощности погружного пневмоударника. The objective of the proposed technical solution is to increase the impact power of a submersible hammer.

Технический результат заключается в увеличении передаваемой энергии единичного удара и частотности процесса. The technical result consists in increasing the transmitted energy of a single blow and the frequency of the process.

Этот технический результат достигается тем, что в известном погружном пневмоударнике для бурения скважин, включающем корпус, ударник и долото, согласно изобретению, ударник в торцевой части дополнительно снабжен оголовником, выполненным из вольфрамо-кобальтового сплава. This technical result is achieved by the fact that in the known submersible hammer for drilling wells, comprising a body, hammer and bit, according to the invention, the hammer in the end part is further provided with a headband made of tungsten-cobalt alloy.

Данный пневмоударник позволит увеличить передаваемую энергию единичного удара в более чем 30 раз, а также увеличить частотность ударов. This hammer will increase the transmitted energy of a single blow by more than 30 times, as well as increase the frequency of strokes.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид погружного пневмоударника. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of a submersible hammer.

Устройство состоит из корпуса 1, ударника 2, оголовника 3 и долота 4. The device consists of a housing 1, a hammer 2, a headband 3 and a bit 4.

Устройство работает следующим образом. Воздух от питающей магистрали подают между корпусом 1 и ударником 2. В камеру холостого хода воздух попадает через распределительные отверстия в ударнике, который работает по схеме "поршень-золотник". В торцевой части ударника 2 закреплен оголовник 3, выполненный из W-Co сплава и воспринимающий ударную нагрузку. И за счет его расширения происходит перемещение ударника 2 вдоль корпуса 1. The device operates as follows. Air is supplied from the supply line between the housing 1 and the hammer 2. The air enters the idle chamber through the distribution holes in the hammer, which operates according to the piston-slide valve design. In the end part of the striker 2 is fixed ogolovnik 3 made of W-Co alloy and perceiving shock load. And due to its expansion, the striker 2 moves along the body 1.

При этом энергию единичного удара А в Дж определяют по формуле:
A = ω_пр•V,
где ω_пр - предельная объемная энергия упругой деформации, Дж/м³;
v - объем, м³

m - масса ударника, кг;
ρ - плотность материала ударника, кг/м³.In this case, the energy of a single impact A in J is determined by the formula:
A = ω _pr • V,
where ω _CR - the ultimate volumetric energy of elastic deformation, J / m ³ ;
v - volume, m ³

m is the mass of the striker, kg;
ρ is the density of the material of the projectile, kg / m ³ .

Увеличение энергии единичного удара А происходит за счет использования W-Co сплава для оголовника ударника 2 с ω_пр = 140•105 Дж/м³, ρw = 19300 кг/м³, ρ_co = 8900 кг/м³, для сплава ВК25:ρ = 8900•0,25+19300•0,75 = 16700 кг/м³. При А=147 Дж, масса

т. е. масса сплава W-Со=175 г, соответствует минимальной теоретической массе ударника. Выполнение оголовника 3 из W-Co сплава позволит увеличить энергию удара пропорционально росту

где σ_в - временное сопротивление, Па,
Е - модуль упругости, Па.An increase in the energy of a single impact A occurs due to the use of a W-Co alloy for the striker 2 with ω _pr = 140 • 105 J / m ³ , ρw = 19300 kg / m ³ , ρ _co = 8900 kg / m ³ , for VK25 alloy: ρ = 8900 • 0.25 + 19300 • 0.75 = 16700 kg / m ³ . At A = 147 J, mass

i.e., the mass of the alloy W — Co = 175 g corresponds to the minimum theoretical mass of the impactor. The execution of the headband 3 of the W-Co alloy will increase the impact energy in proportion to the growth

where σ _in - temporary resistance, Pa,
E is the modulus of elasticity, Pa.

Использование предлагаемого пневмоударника по сравнению с прототипом позволит при малых габаритах оголовника и уменьшении массы ударника повысить энергию единичного удара и увеличить частотность процесса, что в конечном результате позволит повысить ударную мощность пневмоударника за счет приобретения новых свойств. Using the proposed hammer in comparison with the prototype will allow for small dimensions of the headband and a decrease in the mass of the hammer to increase the energy of a single impact and increase the frequency of the process, which ultimately will increase the impact power of the hammer by acquiring new properties.

Claims

A submersible hammer for drilling wells, comprising a body, a hammer and a chisel, characterized in that the hammer in the end part is additionally equipped with a headband made of a tungsten-cobalt alloy.