RU2549649C1

RU2549649C1 - Downhole hammer

Info

Publication number: RU2549649C1
Application number: RU2014109614/03A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Белоусов; Владимир Владимирович Тимонин
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-04-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: the downhole hammer comprises a housing containing a coupling with a main channel interconnected with the main cavity of the housing, a control sleeve with external grooves and boring, a stepped hammer with an central exhaust channel, an inlet channel on its smaller step and throttle channels at its larger step forming a network pressure chamber and an idling chamber with a housing, and with the control sleeve - a stroke chamber, a rod with larger and smaller steps, with axial and radial channels, the feeding and discharge valve which is designed as a barrel with a central hole in its bottom and is installed at larger and smaller steps of the rod with forming between them of a valve outer cavity. The feeding and discharge valve has outside a back end face platform located in the main cavity of the housing and the internal end face platform located at the barrel bottom in the valve outer cavity which is interconnected through the named radial channels of the rod with its axial channel. Between the smaller step of the rod and the named valve a circular channel is made for periodic interconnecting of the valve outer cavity with the stroke chamber during idling of the step drummer. The axial channel of the rod is blind from its front end face, and in the wall of the front part of the rod the command channels are made for periodic interconnecting of its axial channel with the stroke chamber until opening of exhaust from it by the stepped drummer during the stroke and for periodic interconnecting of the axial channel of the rod with the central exhaust channel of the step drummer through the boring made in the central exhaust channel of the step drummer.

EFFECT: improvement of performance of the feeding and discharge valve.

5 cl, 1 dwg

Description

Техническое решение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, и может найти применение при бурении скважин ударно-вращательным способом.The technical solution relates to mining and construction, namely to drilling equipment, and can find application in drilling wells by impact-rotational method.

Известен погружной пневмоударник для бурения скважин по а.с. СССР №184195, E21B, E21C, опубл. в БИ №15, 1966 г., включающий цилиндр, поршень и клапанное воздухораспределительное устройство с центральным трубчатым штоком-золотником, входящим в отверстие поршня и осуществляющим подачу энергоносителя в камеру обратного хода через указанное отверстие и сообщающиеся с ним радиальные каналы, при этом в штоке-золотнике выполнен командный канал, поочередно сообщающий заклапанное пространство с рабочими камерами пневмоударника и обеспечивающий работу клапана только для питания камеры прямого хода. Клапан выполнен в виде стакана, внутренние цилиндрические поверхности которого посажены на шток-золотник с образованием сзади клапана двух площадок, одна из которых постоянно находится под действием магистрального давления энергоносителя, а другая - под действием периодически меняющегося давления в кольцевом заклапанном простанстве.Known submersible hammer for drilling wells as.with. USSR No. 184195, E21B, E21C, publ. in BI No. 15, 1966, which includes a cylinder, a piston, and a valve air distribution device with a central tubular spool-rod entering the piston hole and supplying energy to the return chamber through the specified hole and radial channels communicating with it, while in the stock -gold has a command channel, which alternately communicates the valve space with the working chambers of the hammer and provides the valve only to power the forward-running camera. The valve is made in the form of a glass, the inner cylindrical surfaces of which are planted on the spool stem with the formation of two sites behind the valve, one of which is constantly under the influence of the main pressure of the energy carrier, and the other under the action of periodically changing pressure in the annular valve space.

Недостатком этого устройства является то, что командный канал, поочередно сообщающий заклапанное пространство с рабочими камерами пневмоударника, выполнен продольно в стенке центрального трубчатого штока-золотника. Такое исполнение увеличивает наружный диаметр центрального трубчатого штока-золотника, входящего в отверстие поршня, что уменьшает прочность поршня, в котором к тому же выполнены радиальные каналы.The disadvantage of this device is that the command channel, which alternately communicates the valve space with the working chambers of the hammer, is made longitudinally in the wall of the central tubular spool-rod. This design increases the outer diameter of the central tubular spool-rod entering the bore of the piston, which reduces the strength of the piston, in which radial channels are also made.

Другим недостатком этого устройства является то, что отработанный энергоноситель из его рабочих камер удаляется через отверстия в цилиндре в окружающее пространство буровой скважины. При таком исполнении шлам из скважины может проникать через отверстия в цилиндре в рабочие камеры, что снижает надежность его работы.Another disadvantage of this device is that the spent energy from its working chambers is removed through holes in the cylinder into the surrounding space of the borehole. With this design, the sludge from the well can penetrate through the openings in the cylinder into the working chambers, which reduces the reliability of its operation.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является погружной пневмоударник по патенту РФ №2034983, кл. E21C 3/24, E21B 4/14, опубл. в БИ №13, 1995 г., включающий корпус с муфтой, распределительную гильзу с наружными пазами, шток с большими и меньшими ступенями и с осевым и радиальными каналами, питающе-разрядный элемент, ступенчатый ударник с центральным выхлопным каналом, разделяющий полость корпуса на камеры сетевого давления и управляемые камеры рабочего и холостого хода. Питающе-разрядный элемент выполнен ступенчатым и установлен на большей ступени штока, образуя с ней внутреннюю полость, а радиальные каналы в штоке выполнены направленно в эту полость, при этом на наружной поверхности штока в зоне размещения меньшей ступени питающе-разрядного элемента выполнена кольцевая проточка. Управляемая камера холостого хода постоянно сообщена с камерой сетевого давления дроссельными каналами, выполненными на большей ступени ударника.The closest in technical essence and the totality of essential features to the proposed technical solution is a submersible hammer according to the patent of the Russian Federation No. 2034983, class. E21C 3/24, E21B 4/14, publ. in BI No. 13, 1995, which includes a housing with a sleeve, a distribution sleeve with external grooves, a rod with larger and smaller steps and with axial and radial channels, a feed-discharge element, a step drummer with a central exhaust channel that divides the body cavity into cameras network pressure and controlled chambers of working and idling. The feed-discharge element is made stepwise and is installed on a larger stage of the rod, forming an internal cavity with it, and the radial channels in the rod are directed in this cavity, and an annular groove is made on the outer surface of the rod in the area of the lower stage of the supply-discharge element. The controlled idle chamber is constantly in communication with the network pressure chamber with throttle channels made at a greater stage of the drummer.

Главным недостатком этого устройства является то, что внутренняя полость, образованная ступенчатым питающе-разрядным элементом и большей ступенью штока, постоянно соединена с атмосферой через радиальные каналы, осевой канал и центральный выхлопной канал ступенчатого ударника. Такое исполнение не позволяет периодически повышать давление энергоносителя в указанной внутренней полости в конце рабочего хода ступенчатого ударника для надежного перекрытия торцевого зазора, образованного питающе-разрядным элементом. Поэтому в конце рабочего хода при открытии штоком центрального выхлопного канала ступенчатого ударника начинается выхлоп из камеры рабочего хода, но в начальный период выхлопа давление энергоносителя в камере рабочего хода имеет большую величину, что воздействует на весь передний торец питающе-разрядного элемента, создает большую силу, которая препятствует другой, меньшей силе, действующей только на одну заднюю ступень питающе-разрядного элемента, закрыть продолжающийся впуск энергоносителя в камеру рабочего хода через торцевой зазор. Такое конструктивное исполнение ведет к увеличению расхода энергоносителя и снижает эксплуатационную надежность работы устройства.The main disadvantage of this device is that the internal cavity formed by a stepped feed-discharge element and a larger rod stage is constantly connected to the atmosphere through radial channels, an axial channel and a central exhaust channel of a step striker. This design does not allow to periodically increase the pressure of the energy carrier in the specified internal cavity at the end of the working stroke of the step striker to reliably close the end gap formed by the supply-discharge element. Therefore, at the end of the stroke, when the rod opens the central exhaust channel of the step striker, exhaust begins from the stroke chamber, but in the initial period of the exhaust, the pressure of the energy carrier in the stroke chamber is large, which affects the entire front end of the supply-discharge element, creates a greater force, which prevents another, smaller force acting on only one rear stage of the supply-discharge element, to close the ongoing inlet of the energy source into the working chamber through the end gap R. This design leads to an increase in energy consumption and reduces the operational reliability of the device.

Другим недостатком этого погружного пневмоударника является то, что на наружной поверхности штока, в зоне размещения меньшей ступени питающе-разрядного элемента, выполнена кольцевая проточка. Такое исполнение снижает прочность штока, выполненного к тому же с осевым каналом и с радиальными каналами, что не позволяет сделать кольцевую проточку с достаточно большим проходным сечением для разрядки камеры рабочего хода при холостом ходе ступенчатого ударника. Такое исполнение снижает надежность работы устройства.Another disadvantage of this submersible hammer is that an annular groove is made on the outer surface of the rod, in the area of the lower stage of the feed-discharge element. This design reduces the strength of the rod, which is also made with an axial channel and with radial channels, which does not allow to make an annular groove with a sufficiently large bore for discharging the working chamber during idling of a step striker. This design reduces the reliability of the device.

Существенным недостатком этого устройства является также то, что управляемая камера холостого хода постоянно сообщена с камерой сетевого давления дроссельными каналами, выполненными сквозными на большей ступени ударника. При таком исполнении управляемая камера холостого хода продолжает наполняться энергоносителем через дроссельные каналы даже при открытии выхлопа из нее через центральный выхлопной канал ступенчатого ударника, что увеличивает непроизводительный расход энергоносителя.A significant disadvantage of this device is the fact that the controlled idle chamber is constantly in communication with the mains pressure chamber by throttle channels, made through at the greater stage of the hammer. With this design, the idle control chamber continues to be filled with energy through the throttle channels even when the exhaust is opened from it through the central exhaust channel of the step striker, which increases the unproductive energy consumption.

Другим существенным недостатком этого устройства является то, что передний торец штока, выходя из центрального выхлопного канала ступенчатого ударника, может смещаться относительно оси центрального выхлопного канала при значительном износе центрирующих поясков корпуса и ступенчатого ударника, что снижает эксплуатационную надежность работы устройства.Another significant drawback of this device is that the front end of the rod, exiting the central exhaust channel of the step striker, can shift relative to the axis of the central exhaust channel with significant wear of the centering belts of the housing and the step striker, which reduces the operational reliability of the device.

Также недостатком этого устройства является то, что для образования впускного канала в камеру рабочего хода ступенчатый ударник выполнен с проточкой на меньшей его ступени, уплотнительный поясок которой, входя в расточку распределительной гильзы, может смещаться вследствие износа центрирующих поясков ступенчатого ударника и несоосности с распределительной гильзой, что также снижает эксплуатационную надежность работы погружного пневмоударника.Another disadvantage of this device is that for the formation of the inlet channel to the working chamber, the step striker is made with a groove at its lower stage, the sealing gland of which, entering the bore of the distribution sleeve, can be displaced due to wear of the centering belts of the step striker and misalignment with the distribution sleeve, which also reduces the operational reliability of the submersible hammer.

Техническая задача - снижение расхода энергоносителя и повышение эксплуатационной надежности работы за счет улучшения условий работы питающе-разрядного клапана.The technical task is to reduce energy consumption and increase operational reliability by improving the operating conditions of the supply-discharge valve.

Поставленная задача решается тем, что в погружном пневмоударнике, включающем корпус, в котором установлены муфта с магистральным каналом, сообщенным с магистральной полостью корпуса, распределительная гильза с наружными пазами и расточкой, ступенчатый ударник с центральным выхлопным каналом, впускным каналом на его меньшей ступени и дроссельными каналами на его большей ступени, образующий с корпусом камеру сетевого давления и камеру холостого хода, а с распределительной гильзой - камеру рабочего хода, шток с большей и меньшей ступенями, с осевым и радиальными каналами, питающе-разрядный клапан в виде стакана с центральным отверстием в его дне, установленный на большей и меньшей ступенях штока с образованием между ними заклапанной полости, при этом питающе-разрядный клапан имеет снаружи заднюю торцевую площадку, расположенную в магистральной полости корпуса, и внутреннюю торцевую площадку, расположенную на дне стакана в заклапанной полости, которая сообщена через указанные радиальные каналы штока с его осевым каналом, а между меньшей ступенью штока и указанным клапаном выполнен кольцевой канал для периодического сообщения заклапанной полости с камерой рабочего хода при холостом ходе ступенчатого ударника, согласно техническому решению осевой канал штока выполнен глухим с его переднего торца, а в стенке передней части штока выполнены командные каналы для периодического сообщения его осевого канала с камерой рабочего хода до открытия выхлопа из нее ступенчатым ударником при рабочем ходе и для периодического сообщения осевого канала штока с центральным выхлопным каналом ступенчатого ударника через расточку, выполненную в центральном выхлопном канале ступенчатого ударника.The problem is solved in that in a submersible hammer, including a housing in which a coupling with a main channel in communication with the main cavity of the housing, a distribution sleeve with external grooves and a bore, a step striker with a central exhaust channel, an intake channel at its lower stage and throttle are installed channels at its larger stage, which forms a network pressure chamber and an idle chamber with the housing, and with a distribution sleeve, a working chamber, a rod with higher and lower stages , with axial and radial channels, a supply-discharge valve in the form of a cup with a central hole in its bottom, mounted on the larger and smaller steps of the stem with the formation of a valve cavity between them, while the supply-discharge valve has an outside rear end platform located in the main the cavity of the body, and the inner end pad located on the bottom of the glass in the valve cavity, which is communicated through the indicated radial channels of the rod with its axial channel, and between the lower step of the rod and the specified valve m, an annular channel is made for periodic communication of the valve cavity with the working chamber at idle of the step striker; according to the technical solution, the axial channel of the rod is made blind from its front end, and command channels are made in the wall of the front of the rod for periodic communication of its axial channel with the working chamber the stroke before opening the exhaust from it with a step striker during the working stroke and for periodic communication of the axial channel of the rod with the central exhaust channel of the step striker through boring made in the central exhaust channel of a step striker.

Указанная совокупность признаков позволяет периодически сообщать заклапанную полость с камерой рабочего хода до открытия выхлопа из нее ступенчатым ударником при рабочем ходе и улучшить условия перекидки питающе-разрядного клапана при закрытии впуска энергоносителя через его торцевой зазор в камеру рабочего хода, что снижает расход энергоносителя и повышает эксплуатационную надежность работы устройства.This set of features allows you to periodically inform the valve cavity with the working chamber before the exhaust is opened by a step striker during the working process and to improve the conditions of the discharge-discharge valve when closing the energy inlet through its end gap into the working chamber, which reduces the energy consumption and increases the operational reliability of the device.

Целесообразно указанный кольцевой канал образовать путем расточки центрального отверстия питающе-разрядного клапана. Такое исполнение устраняет необходимость подрезки штока проточкой, как в прототипе, что повышает прочность штока, который имеет к тому же осевой канал и радиальные каналы, что не позволяет сделать в прототипе кольцевой канал с достаточно большим проходным сечением для лучшей разрядки камеры рабочего хода при холостом ходе ступенчатого ударника. Такое исполнение повышает эксплуатационную надежность работы устройства.It is advisable to form the specified annular channel by boring the Central hole of the supply-discharge valve. This design eliminates the need for trimming the stem with a groove, as in the prototype, which increases the strength of the stem, which also has an axial channel and radial channels, which does not allow the prototype to make an annular channel with a sufficiently large bore for better discharge of the travel chamber at idle step drummer. This design increases the operational reliability of the device.

Целесообразно дроссельные каналы на большей ступени ударника выполнить глухими, а в корпусе сделать расточку для периодического сообщения дроссельных каналов с камерой холостого хода. Такое исполнение устраняет постоянное наполнение энергоносителем камеры холостого хода, делает ее управляемой по наполнению энергоносителем, что снижает расход энергоносителя.It is advisable to make the throttle channels at the greater stage of the firing pin deaf, and make a bore in the body for periodic communication of the throttle channels with the idle chamber. This design eliminates the constant filling of the idling chamber with energy, making it controllable by filling the energy carrier, which reduces the energy carrier consumption.

Целесообразно по наружной поверхности штока с его переднего торца до указанных командных каналов выполнить усеченный конус, обращенный меньшим диаметром к центральному выхлопному каналу ступенчатого ударника. Такое исполнение центрирует шток при его вхождении в центральный выхлопной канал ступенчатого ударника, что повышает эксплуатационную надежность работы устройства.It is advisable on the outer surface of the rod from its front end to the specified command channels to make a truncated cone, facing a smaller diameter to the Central exhaust channel of the step striker. This design centers the rod when it enters the central exhaust channel of the step striker, which increases the operational reliability of the device.

Целесообразно впускной канал на меньшей ступени ударника выполнить в виде пазов для сообщения камеры сетевого давления с расточкой в указанной распределительной гильзе. Такое исполнение устраняет радиальное смещение меньшей ступени ударника при ее вхождении в расточку распределительной гильзы, что повышает эксплуатационную надежность работы устройства.It is advisable to make the inlet channel at the lower stage of the hammer in the form of grooves for communicating the network pressure chamber with a bore in the specified distribution sleeve. This design eliminates the radial displacement of the lower stage of the striker when it enters the bore of the distribution sleeve, which increases the operational reliability of the device.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения погружного пневмоударника и чертежом, где показан продольный разрез погружного пневмоударника в статическом состоянии.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design of a submersible hammer and a drawing, which shows a longitudinal section of a submersible hammer in a static state.

Погружной пневмоударник (далее - пневмоударник) включает корпус 1, в котором установлены муфта 2 с магистральным каналом (поз. не обозначен), сообщенным с магистральной полостью 3 корпуса 1, распределительная гильза 4 с наружными пазами 5 и расточкой 6, ступенчатый ударник 7 с центральным выхлопным каналом 8, впускным каналом 9, выполненным в виде пазов на его меньшей ступени 10, и дроссельными каналами 11 на его большей ступени. Ступенчатый ударник 7 образует с корпусом 1 камеру 12 сетевого давления и камеру 13 холостого хода, а с распределительной гильзой 4 - камеру 14 рабочего хода. В корпусе 1 размещены шток 15 с большей и меньшей ступенями, с осевым каналом 16 и радиальными каналами 17, питающе-разрядный клапан 18 в виде стакана с центральным отверстием 19 в его дне, установленный на большей и меньшей ступенях штока 15 с образованием между ними заклапанной полости 20, которая сообщена через радиальные каналы 17 с осевым каналом 16 штока 15. При этом питающе-разрядный клапан 18 имеет снаружи заднюю торцевую площадку 21, расположенную в магистральной полости 3 корпуса 1, и внутреннюю торцевую площадку 22, расположенную на дне стакана в заклапанной полости 20. Между меньшей ступенью штока 15 и указанным клапаном 18 выполнен кольцевой канал 23 путем расточки центрального отверстия 19 питающе-разрядного клапана 18. Осевой канал 16 штока 15 выполнен глухим с его переднего торца, а в стенке передней части штока 15 выполнены командные каналы 24 для периодического сообщения осевого канала 16 штока 15 с камерой 14 рабочего хода до открытия выхлопа из нее ступенчатым ударником 7 при рабочем ходе и с центральным выхлопным каналом 8 ступенчатого ударника 7 через расточку 25, выполненную в этом канале 8. Дроссельные каналы 11 на большей ступени ударника 7 выполнены глухими, а в корпусе 1 сделана расточка 26 для периодического сообщения дроссельных каналов 11 с камерой 13 холостого хода. По наружной поверхности штока 15 с его переднего торца до командных каналов 24 выполнен усеченный конус 27, обращенный меньшим диаметром к центральному выхлопному каналу 8 ступенчатого ударника 7. Камера 12 сетевого давления соединена с магистральной полостью 3 через радиальные окна 28 и пазы 5 распределительной гильзы 4. Камера 14 рабочего хода периодически сообщена с магистральной полостью 3 корпуса 1 через каналы 29, торцевую выборку 30, выполненные в распределительной гильзе 4, и торцевой зазор (поз. не обозначен) между торцом питающе-разрядного клапана 18 и распределительной гильзой 4, образованный ходом указанного клапана 18. На штоке 15 установлен подпружиненный обратный клапан 31 для перекрытия магистрального канала в муфте 2 при неработающем пневмоударнике. В корпусе 1 установлен буровой инструмент 32 с каналом 33, в котором закреплена выхлопная трубка 34, установленная в центральном выхлопном канале 8 ступенчатого ударника 7 для выхлопа из камеры 13 холостого хода.The submersible hammer (hereinafter referred to as the hammer) includes a housing 1, in which a coupling 2 with a main channel (pos. Not indicated), connected to the main cavity 3 of the housing 1, a distribution sleeve 4 with external grooves 5 and a bore 6, a step hammer 7 with a central exhaust channel 8, inlet channel 9, made in the form of grooves in its smaller stage 10, and throttle channels 11 in its larger stage. The step striker 7 forms with the body 1 a chamber 12 of network pressure and a chamber 13 of idle speed, and with a distribution sleeve 4, a chamber 14 of the stroke. In the housing 1 there is a rod 15 with larger and smaller steps, with an axial channel 16 and radial channels 17, a supply-discharge valve 18 in the form of a cup with a central hole 19 in its bottom, mounted on the larger and smaller steps of the rod 15 with the formation of a valve between them cavity 20, which is communicated through radial channels 17 with the axial channel 16 of the rod 15. In this case, the supply-discharge valve 18 has an outside rear end platform 21 located in the main cavity 3 of the housing 1, and an inner end platform 22 located at the bottom of the glass valve cavity 20. Between the lower step of the rod 15 and the valve 18, an annular channel 23 is made by boring the central hole 19 of the supply-discharge valve 18. The axial channel 16 of the rod 15 is made deaf from its front end, and command channels are made in the wall of the front of the rod 15 24 for periodic communication of the axial channel 16 of the rod 15 with the camera 14 of the working stroke until the exhaust is opened from it by a step hammer 7 during a working stroke and with the central exhaust channel 8 of the step hammer 7 through a bore 25, made in this Nala 8. Throttle channels 11 at a higher stage of the impactor 7 are blind, and in the housing 1 is made bore 26 for periodic messages throttle ducts 11 with a camera 13 idling. On the outer surface of the rod 15 from its front end to the command channels 24, a truncated cone 27 is made, facing a smaller diameter to the central exhaust channel 8 of the step striker 7. The network pressure chamber 12 is connected to the main cavity 3 through radial windows 28 and grooves 5 of the distribution sleeve 4. The camera 14 of the working stroke is periodically communicated with the main cavity 3 of the housing 1 through the channels 29, the end sample 30 made in the distribution sleeve 4, and the end gap (pos. Not indicated) between the end of the supply-discharge 18 and valve performance distribution sleeve 4 formed of said swing valve 18. The rod 15 is mounted on a spring-loaded check valve 31 for the main channel overlap in the sleeve 2 at the idle hammer. A drilling tool 32 with a channel 33 is installed in the housing 1, in which an exhaust pipe 34 is mounted that is installed in the central exhaust channel 8 of a step hammer 7 for exhaust from the idle chamber 13.

Пневмоударник работает следующим образом. При подаче энергоносителя в пневмоударник подпружиненный обратный клапан 31 перемещается до упора в шток 15. Энергоноситель через магистральный канал в муфте 2 поступает в магистральную полость 3 корпуса 1. Далее энергоноситель через пазы 5 и радиальные окна 28 распределительной гильзы 4 поступает в камеру 12 сетевого давления и через дроссельные каналы 11 ступенчатого ударника 7, через расточку 26 в корпусе 1 - в камеру 13 холостого хода. Ступенчатый ударник 7 совершает холостой ход. После перемещения ступенчатого ударника 7 дроссельные каналы 11, выполненные глухими, смещаются от расточки 26 и подача энергоносителя в камеру 13 холостого хода прекращается. При этом на некотором пути ступенчатого ударника 7 энергоноситель в камере 13 холостого хода работает с расширением, обеспечивая увеличение скорости движения ступенчатого ударника 7. Энергоноситель из камеры 14 рабочего хода до перекрытия центрального выхлопного канала 8 ступенчатого ударника 7 торцом штока 15 выхлопывается в атмосферу через выхлопную трубку 34 и канал 33 в буровом инструменте 32. Перекрытие центрального выхлопного канала 8 штоком 15 в предложенном устройстве происходит более надежно за счет выполнения с торца штока 15 до командных каналов 24 усеченного конуса 27, меньшим диаметром обращенного к центральному выхлопному каналу 8 ступенчатого ударника 7. Такое исполнение целесообразно при значительном износе центрирующих поясков корпуса 1, ступенчатого ударника 7 и штока 15, что также повышает эксплуатационную надежность работы пневмоударника. При холостом ходе ступенчатого ударника 7 после перекрытия центрального выхлопного канала 8 штоком 15 из камеры 14 рабочего хода начинается дополнительный выхлоп через разрядный тракт, включающий каналы 29 и торцевую выборку 30 в распределительной гильзе 4, кольцевой канал 23, образованный путем расточки центрального отверстия 19 питающе-разрядного клапана 18, что позволяет, в отличие от прототипа, увеличить проходное сечение кольцевого канала 23 для выпуска подушки сжатия из камеры 14 рабочего хода и повысить прочность штока 15. Еще разрядный тракт включает заклапанную полость 20, радиальные каналы 17, осевой канал 16, командные каналы 24, выполненные в стенке передней части штока 15, расточку 25 в центральном выхлопном канале 8 ступенчатого ударника 7, в которую открываются командные каналы 24 при холостом ходе ступенчатого ударника 7. Выхлопная трубка 34 выходит из центрального выхлопного канала 8 ступенчатого ударника 7 и камера 13 холостого хода соединяется с атмосферой через канал 33 бурового инструмента 32. Из камеры 13 холостого хода происходит выхлоп отработанного энергоносителя. При этом, за счет того, что дроссельные каналы 11 выполнены глухими, а в корпусе 1 сделана расточка 26, впуск энергоносителя в камеру 13 холостого хода в этот период цикла не происходит, что ведет к снижению расхода энергоносителя. Ступенчатый ударник 7 продолжает холостой ход за счет набранной кинетической энергии, преодолевая противодавление со стороны камеры 12 сетевого давления. Впускной канал 9 ступенчатого ударника 7 входит в зону расточки 6 распределительной гильзы 4 и камера 14 рабочего хода наполняется энергоносителем. При этом, в отличие от прототипа, впускной канал 9 выполнен на меньшей ступени 10 ударника 7 в виде пазов, а наружная поверхность меньшей ступени 10, входя в расточку 6 распределительной гильзы 4, является центрирующим мостом для меньшей ступени 10 ударника 7, что повышает эксплуатационную надежность работы устройства. Давление энергоносителя, поступающего через впускной канал 9 в камеру 14 рабочего хода, передается через каналы 29 и торцевую выборку 30 на всю площадь переднего торца питающе-разрядного клапана 18. Так как заклапанная полость 20 с внутренней торцевой площадкой 22, расположенной на дне стакана указанного клапана 18, находится в этот период цикла под атмосферным давлением за счет ее сообщения с расточкой 25 в центральном выхлопном канале 8 ступенчатого ударника 7 через радиальные каналы 17, осевой канал 16, командные каналы 24 в штоке 15, то питающе-разрядный клапан 18 перекидывается из положения «разрядки» в положение «питания» камеры 14 рабочего хода из магистральной полости 3 через образуемый торцевой зазор между торцом указанного клапана 18 и распределительной гильзой 4. Поэтому давление в камере 14 рабочего хода возрастает до магистрального значения. Ступенчатый ударник 7 затормаживается и начинается его рабочий ход. При движении ступенчатого ударника 7 относительно штока 15 в конце рабочего хода командные каналы 24 открываются в камеру 14 рабочего хода, которая продолжает питаться указанным клапаном 18 из магистральной полости 3, и заклапанная полость 20 заполняется энергоносителем через осевой канал 16 и радиальные каналы 17. При этом, в отличие от прототипа, заклапанная полость 20 в конце рабочего хода находится под давлением энергоносителя, поступающего из камеры 14 рабочего хода за счет выполнения осевого канала 16 штока 15 глухим и за счет выполнения командных каналов 24 в стенке передней части штока 15. Так как питающе-разрядный клапан 18 имеет снаружи заднюю торцевую площадку 21, расположенную в магистральной полости 3 корпуса 1, и внутреннюю торцевую площадку 22, расположенную на дне стакана в заклапанной полости 20, которая заполнена энергоносителем из камеры 14 рабочего хода, то суммарная результирующая сила, действующая на указанный клапан 18 для его перекидки, существенно возрастает, и до выхлопа из камеры 14 рабочего хода указанный клапан 18 перекидывается из положения «питания» камеры 14 рабочего хода в положение «разрядки». При выходе переднего торца штока 15 из центрального выхлопного канала 8 ступенчатого ударника 7 происходит полный выхлоп отработанного энергоносителя из камеры 14 рабочего хода и заклапанной полости 20 через командные каналы 24, осевой канал 16 и радиальные каналы 17 в штоке 15. Ступенчатый ударник 7 наносит удар по буровому инструменту 32, и цикл повторяется.The hammer works as follows. When the energy carrier is supplied to the hammer, the spring-loaded check valve 31 moves completely to the stem 15. The energy carrier through the main channel in the coupling 2 enters the main cavity 3 of the housing 1. Then, the energy carrier passes through the grooves 5 and the radial windows 28 of the distribution sleeve 4 into the network pressure chamber 12 and through the throttle channels 11 of the step striker 7, through the bore 26 in the housing 1 - into the idle chamber 13. Step drummer 7 idles. After moving the step striker 7, the throttle channels 11, made deaf, are displaced from the bore 26 and the energy supply to the idle chamber 13 is stopped. At the same time, on some path of the step striker 7, the energy carrier in the idle chamber 13 works with expansion, providing an increase in the speed of the step striker 7. The energy carrier from the chamber 14 of the stroke until the central exhaust channel 8 of the step striker 7 overlaps with the rod end 15 is exhausted into the atmosphere through the exhaust pipe 34 and channel 33 in the drilling tool 32. The overlapping of the Central exhaust channel 8 by the rod 15 in the proposed device is more reliable due to the execution from the end of the rod 15 to the command GOVERNMENTAL channels 24 of the truncated cone 27, facing the smaller diameter of the central exhaust channel 8 impactor step 7. This embodiment is useful when substantial wear the centering collar of the housing 1, the step firing pin 7 and stem 15, which also enhances the operational reliability of the hammer. When the step striker 7 is idle, after the central exhaust channel 8 is closed by the rod 15 from the working stroke chamber 14, additional exhaust through the discharge path begins, including channels 29 and end face 30 in the distribution sleeve 4, the annular channel 23 formed by boring the central hole 19 of the supply the discharge valve 18, which allows, in contrast to the prototype, to increase the bore of the annular channel 23 for the release of the compression cushion from the chamber 14 of the stroke and to increase the strength of the rod 15. Another discharge tra t includes a valve cavity 20, radial channels 17, an axial channel 16, command channels 24 made in the wall of the front of the rod 15, a bore 25 in the central exhaust channel 8 of the step hammer 7, into which command channels 24 open when the step hammer 7 is idle. The exhaust pipe 34 exits the central exhaust channel 8 of the step striker 7 and the idle chamber 13 is connected to the atmosphere through the channel 33 of the drilling tool 32. An exhaust energy source is exhausted from the idle chamber 13. Moreover, due to the fact that the throttle channels 11 are made blind, and a bore 26 is made in the housing 1, the energy carrier does not enter the idle chamber 13 during this cycle period, which leads to a decrease in the energy carrier consumption. The step striker 7 continues idling due to the accumulated kinetic energy, overcoming the back pressure from the side of the chamber 12 of the network pressure. The inlet channel 9 of the step striker 7 enters the zone of the bore 6 of the distribution sleeve 4 and the working chamber 14 is filled with energy. Moreover, in contrast to the prototype, the inlet channel 9 is made in the form of grooves at the lower stage 10 of the striker 7, and the outer surface of the lower stage 10, entering the bore 6 of the distribution sleeve 4, is a centering bridge for the lower stage 10 of the striker 7, which increases the operational reliability of the device. The pressure of the energy carrier entering through the inlet channel 9 to the working stroke chamber 14 is transmitted through the channels 29 and the end sample 30 to the entire area of the front end of the supply-discharge valve 18. Since the valve cavity 20 has an internal end platform 22 located at the bottom of the glass of the specified valve 18, is in this cycle period under atmospheric pressure due to its communication with the bore 25 in the central exhaust channel 8 of the step impactor 7 through the radial channels 17, the axial channel 16, the command channels 24 in the rod 15, then the supply-discharge projectile loader valve 18 spreads from the "discharge" to "supply" chamber 14 of the working stroke of the main chamber 3 through the tip clearance formed between an end face of said valve sleeve 18 and the junction 4. Therefore, the pressure in the chamber 14 increases to stroke trunk value. Step drummer 7 is braked and begins its working course. When the step striker 7 moves relative to the rod 15 at the end of the stroke, the command channels 24 open into the chamber 14 of the stroke, which continues to be fed by the indicated valve 18 from the main cavity 3, and the valve cavity 20 is filled with energy through the axial channel 16 and radial channels 17. , unlike the prototype, the valve cavity 20 at the end of the stroke is under pressure from the energy source coming from the chamber 14 of the stroke due to the execution of the axial channel 16 of the rod 15 deaf and due to the execution of the command channels 24 in the wall of the front of the stem 15. Since the supply-discharge valve 18 has an outside rear end pad 21 located in the trunk cavity 3 of the housing 1, and an inner end pad 22 located on the bottom of the cup in the valve cavity 20, which is filled with energy from the chamber 14 of the stroke, then the total resulting force acting on the specified valve 18 for its transfer, increases significantly, and before the exhaust from the chamber 14 of the stroke, the valve 18 is thrown from the “power” position of the chamber 14 of the worker his move to the "discharge" position. When the front end of the rod 15 exits the central exhaust channel 8 of the step striker 7, the exhaust energy carrier is completely exhausted from the working stroke chamber 14 and the valve cavity 20 through the command channels 24, the axial channel 16 and the radial channels 17 in the rod 15. The step striker 7 strikes drilling tool 32, and the cycle repeats.

Claims

1. Submersible hammer, comprising a housing in which a coupling is installed with a main channel in communication with the main cavity of the housing, a distribution sleeve with external grooves and a bore, a step hammer with a central exhaust channel, an intake channel at its lower stage and throttle channels at its higher stage which forms a network pressure chamber and an idle chamber with the housing, and with a distribution sleeve, a working chamber, a rod with larger and lower steps, with axial and radial channels, a sch-bit valve in the form of a cup with a central hole in its bottom, mounted on the higher and lower steps of the stem with the formation of a valve cavity between them, while the supply-discharge valve has an external rear end pad located in the main cavity of the body and an internal end pad located at the bottom of the glass in the valve cavity, which is communicated through the indicated radial channels of the rod with its axial channel, and an annular channel for the period of the communication of the valve cavity with the working chamber at idle of the step striker, characterized in that the axial channel of the rod is made blind from its front end, and command channels are made in the wall of the front part of the stem for periodic communication of its axial channel with the working chamber before opening the exhaust from it with a step striker during the working stroke and for periodic communication of the axial channel of the rod with the central exhaust channel of the step striker through a bore made in the central exhaust step striker anal.

2. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that said annular channel is formed by boring the central opening of the supply-discharge valve.

3. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that the throttle channels at the greater stage of the hammer are made deaf, and a bore is made in the housing for periodic communication of the throttle channels with the idling chamber.

4. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the rod from its front end to the specified command channels, a truncated cone is made, facing a smaller diameter to the central exhaust channel of the step striker.

5. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that the inlet channel at the lower stage of the hammer is made in the form of grooves for communicating the network pressure chamber with a bore in the specified distribution sleeve.