RU76062U1

RU76062U1 - SUBMERSIBLE SHOULDER

Info

Publication number: RU76062U1
Application number: RU2008123299/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Канцуров; Игорь Геннадьевич Китаев; Валерий Викторович Глазков; Сергей Петрович Быков; Анна Викторовна Фоминых; Костантин Владимирович Сомов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Кыштымское машиностроительное объединение"
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2008-09-10

Abstract

Полезная модель относится к области горного дела, а именно к погружным пневматическим ударным механизмам, предназначенным для бурения скважин в породах различной крепости при разработке горных выработок. Погружной пневмоударник содержит корпус, в котором с одной стороны закреплен переходник под буровые штанги с воздухораспределительной трубкой и регулировочной гайкой, установленный внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения ступенчатый поршень-ударник, его диаметр уменьшается в сторону буксы. Система воздухораспределения погружного пневмоударника образована воздухораспределительной трубкой и поршнем-ударником, в воздухораспределительной трубке выполнены центральный канал и радиальные пазы, через них сжатый воздух подается в систему каналов поршня-ударника, которые подводят его попеременно в рабочую камеру и камеру холостого хода. На другой стороне корпуса погружного пневмоударника закреплена букса, с выполненным в ней пазом для крепления шпонки, удерживающей буровую коронку. Букса закреплена в корпусе и содержит продувочные отверстия и выхлопные каналы. Использование предложенных усовершенствований в конструкции погружного пневмоударника, для бурения скважин в породах различной крепости, позволяет увеличить срок службы используемой буровой коронки и положительно влияет на стабильность работы погружного пневмоударника в целом по сравнению с известными конструкциями погружных пневмоударников аналогичного назначения.The utility model relates to the field of mining, namely to submersible pneumatic percussion mechanisms designed for drilling wells in rocks of various strengths during the development of mine workings. The submersible hammer comprises a housing in which, on one side, an adapter for drill rods with an air distribution tube and an adjusting nut is fixed, a step piston-hammer is mounted inside the housing with the possibility of reciprocating movement, its diameter decreases towards the axle box. The air distribution system of the submersible hammer is formed by an air distribution pipe and a piston-hammer, a central channel and radial grooves are made in the air distribution pipe, through which compressed air is supplied to the channel system of the piston-hammer, which lead it alternately to the working chamber and the idling chamber. An axle box is fixed on the other side of the submersible hammer body, with a groove made therein for attaching a key holding the drill bit. The axle box is fixed in the housing and contains purge openings and exhaust channels. The use of the proposed improvements in the design of a submersible hammer, for drilling wells in rocks of various strengths, allows to increase the service life of the drill bit used and positively affects the stability of the work of a submersible hammer as a whole in comparison with the known designs of submersible hammers of a similar purpose.

Description

Полезная модель относится к области горного дела, а именно к погружным пневматическим ударным механизмам, предназначенным для бурения скважин в породах различной крепости при разработке горных выработок.The utility model relates to the field of mining, namely to submersible pneumatic percussion mechanisms designed for drilling wells in rocks of various strengths during the development of mine workings.

Известен погружной пневмоударник для бурения скважин [1] содержащий корпус, на одном из концов которого закреплена посредством разъемного соединения втулка с буксой под буровую коронку, а на другом конце посредством аналогичного разъемного соединения закреплен переходник под бурильные трубы с воздухораспределительной трубкой и установленный внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения ступенчатый ударник с уменьшающимся диаметром в сторону буксы. Воздухораспределительная трубка закреплена в полости переходника с помощью кольцевого бурта, установлена свободно с определенным зазором, а этот зазор регулируется с помощью гайки и стопора. Система воздухораспределения погружного пневмоударника образована воздухораспределительной трубкой и ударником, в воздухораспределительной трубке выполнен центральный канал и радиальные пазы, через которые сжатый воздух подается в систему каналов ударника, которые его подводят попеременно в рабочую камеру и камеру холостого хода, для того чтобы ударник совершал возвратно-поступательное движение внутри корпуса в процессе работы. Присоединительные участки на корпусе под втулку и переходник выполнены идентичными и обеспечивают возможность переустановки их местами в случае необходимости. Поступление отработанного сжатого воздуха на забой скважины происходит через центральное продувочное отверстие буровой коронки, установленной в буксе.A well-known submersible hammer for drilling wells [1] comprising a housing, on one end of which a sleeve with an axle box for the drill bit is fixed by means of a detachable connection, and an adapter for drill pipes with an air distribution pipe and mounted inside the housing with the possibility of a reciprocating movement is a step striker with a decreasing diameter towards the axle box. The air distribution tube is fixed in the cavity of the adapter with an annular collar, installed freely with a certain gap, and this gap is regulated using a nut and a stopper. The air distribution system of a submersible hammer is formed by an air distribution pipe and a hammer, and a central channel and radial grooves are made in the air distribution pipe through which compressed air is supplied to the system of channels of the hammer, which are supplied alternately to the working chamber and the idling chamber so that the hammer makes a reciprocating movement inside the housing during operation. The connecting sections on the housing under the sleeve and adapter are made identical and provide the ability to reinstall them in places if necessary. The intake of exhausted compressed air to the bottom of the well occurs through the central purge hole of the drill bit installed in the axle box.

Существенным недостатком этого вида погружного пневмоударника является осуществление процесса удаления отработанного воздуха и очистки забоя скважины от разрушенной породы через центральное продувочное отверстие буровой коронки. Центральное продувочное отверстие ослабляет корпус буровой коронки, что приводит к ее быстрому разрушению.A significant drawback of this type of submersible hammer is the implementation of the process of removing the exhaust air and cleaning the bottom of the well from the destroyed rock through the central purge hole of the drill bit. The central purge hole weakens the body of the drill bit, which leads to its rapid destruction.

Технической задачей предполагаемой полезной модели является исключение указанного недостатка путем выполнения продувки забоя скважины через буксу погружного пневмоударника.The technical task of the proposed utility model is to eliminate this drawback by performing a purge of the bottom of the well through the axle box of the submersible hammer.

Поставленная задача достигается тем, что погружной пневмоударник содержит корпус, в котором с одной стороны закреплен переходник под буровые штанги с воздухораспределительной трубкой и регулировочной гайкой, установленный внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения ступенчатый поршень-ударник, его диаметр уменьшается в сторону буксы. Система воздухораспределения погружного пневмоударника образована воздухораспределительной трубкой и поршнем-ударником, в воздухораспределительной трубке выполнены центральный канал и радиальные пазы, через них сжатый воздух подается в систему каналов поршня-ударника, которые подводят его попеременно в рабочую камеру и камеру холостого хода. На другой стороне корпуса погружного пневмоударника закреплена букса, с выполненным в ней пазом для крепления шпонки, удерживающей буровую коронку. Букса закреплена в корпусе и содержит продувочные отверстия и выхлопные каналы.This object is achieved in that the submersible hammer comprises a housing in which, on one side, an adapter for drill rods with an air distribution tube and an adjusting nut is fixed, a step piston-hammer is mounted inside the housing with the possibility of reciprocating movement, its diameter decreases towards the axle box. The air distribution system of the submersible hammer is formed by an air distribution pipe and a piston-hammer, a central channel and radial grooves are made in the air distribution pipe, through which compressed air is supplied to the channel system of the piston-hammer, which lead it alternately to the working chamber and the idling chamber. An axle box is fixed on the other side of the submersible hammer body, with a groove made therein for attaching a key holding the drill bit. The axle box is fixed in the housing and contains purge openings and exhaust channels.

Указанная совокупность признаков позволяет отказаться от выполнения центрального продувочного канала в буровой коронке, что увеличивает срок ее службы и положительно влияет на стабильность работы погружного пневмоударника в целом.The specified set of features allows you to refuse to perform the central purge channel in the drill bit, which increases its service life and positively affects the stability of the submersible hammer in general.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения и чертежом, где на Фиг.1 показан продольный разрез погружного пневмоударника.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and a drawing, where Fig. 1 shows a longitudinal section of a submersible hammer.

Погружной пневмоударник (Фиг.1) содержит корпус 1, на одном конце которого закреплен посредством резьбы 2 переходник 3 с центральным каналом 24. Воздухораспределительная трубка 4 с центральным каналом 5 и радиальными каналами 6. С другой стороны в корпусе 1 посредством резьбы 7 закреплена букса 8 с буровой коронкой 20. Буровая коронка 20 фиксируется в буксе 8 шпонкой 21. Шпонка 21 удерживается от выпадения шплинтом. Внутри корпуса установлен поршень-ударник 11 ступенчатой формы с уменьшающимся диаметром в сторону буксы 8, разделяющий полость корпуса 1 на камеру прямого хода 18 и камеру обратного хода 19 и содержащий центральный канал 25, систему каналов 12, 13, 14, 16, 17 и внутреннюю полость 15. В буксе выполнены, кольцевая расточка 9, продувочные отверстия 10 и выхлопные каналы 22, 23.The submersible hammer (Fig. 1) comprises a housing 1, at one end of which an adapter 3 with a central channel 24 is fastened by thread 2. An air distribution pipe 4 with a central channel 5 and radial channels 6. On the other hand, an axle box 8 is fixed through the thread 7 in the housing 1 with a drill bit 20. The drill bit 20 is fixed in the axle box 8 with a key 21. The key 21 is prevented from falling out by a cotter pin. Inside the housing there is a piston-striker 11 of a step shape with a decreasing diameter in the direction of the axle box 8, dividing the cavity of the housing 1 into a forward chamber 18 and a reverse chamber 19 and containing a central channel 25, a system of channels 12, 13, 14, 16, 17 and an internal cavity 15. In the axle box made, an annular bore 9, purge holes 10 and exhaust channels 22, 23.

Погружной пневмоударник работает следующим образом.Submersible hammer works as follows.

Собранный погружной пневмоударник переходником 3 крепится к ставу буровых штанг, в буксу 8, закрепленную в корпусе 1 посредством резьбы 7, устанавливается буровая коронка 20 и фиксируется шпонкой 21, шпонка 21 удерживается от выпадения шплинтом. Затем через магистраль штанг от буровой машины подается сжатый воздух, осевое усилие и крутящий момент. Сжатый воздух через центральный канал 24 переходника 3, центральный канал 5 и радиальные каналы 6 воздухораспределительной трубки 4 попадает в канал 12. Затем воздух проходит через каналы 16, 17 и поступает в камеру обратного хода 19, а так как ударник 11 перекрывает своей меньшей ступенью выхлопной канал 23 буксы 8, то под действием давления поршень-ударник 11 начинает двигаться вверх. В это время происходит выхлоп воздуха из камеры прямого хода 18 через каналы 14, 13, центральный канал 25 поршня-ударника 11, а также кольцевую расточку 9 и продувочные отверстия 10 буксы 8.The assembled submersible hammer with an adapter 3 is attached to the drill string, in the axle box 8, fixed in the housing 1 by means of thread 7, the drill bit 20 is installed and fixed with key 21, key 21 is prevented from falling out by a cotter pin. Then, compressed air, axial force and torque are supplied through the boom line from the drilling machine. Compressed air through the central channel 24 of the adapter 3, the central channel 5 and the radial channels 6 of the air distribution tube 4 enters the channel 12. Then the air passes through the channels 16, 17 and enters the return chamber 19, and since the firing pin 11 blocks the exhaust channel 23 axle boxes 8, then under the action of pressure the piston-hammer 11 begins to move up. At this time, air is exhausted from the forward chamber 18 through channels 14, 13, the central channel 25 of the piston-hammer 11, as well as the annular bore 9 and the purge holes 10 of the axle box 8.

При движении поршня-ударника вверх нижняя кромка канала 12 перекрывает радиальные каналы 6 воздухораспределительной трубки 4, происходит отсечка подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода 19 и в ней начинается When the piston-striker moves upward, the lower edge of the channel 12 overlaps the radial channels 6 of the air distribution tube 4, the compressed air is cut off to the return chamber 19 and starts

процесс расширения. Передний торец распределительной трубки 4 перемещается в канал 25 вследствие, чего выпуск воздуха из камеры прямого хода 18 прекращается и в ней начинается сжатие оставшегося объема воздуха.expansion process. The front end of the distribution tube 4 is moved into the channel 25 due to which the air discharge from the forward chamber 18 is stopped and compression of the remaining air volume begins in it.

При дальнейшем ходе ударника вверх его внутренняя полость 15 сообщается с радиальными каналами 6 на воздухораспределительной трубке 4 и сжатый воздух через канал 14 и отверстие 13 начинает поступать в камеру прямого хода 18. Затем нижний торец поршня-ударника 11 открывает выхлопные каналы 23 буксы 8, начинается выхлоп из камеры обратного хода 19 через выхлопные каналы 22 буксы 8 и далее через центральный канал 25 кольцевую расточку 9 и продувочные отверстия 10 буксы 8 на забой скважины.With the further upward stroke of the striker, its internal cavity 15 communicates with the radial channels 6 on the air distribution tube 4 and the compressed air through the channel 14 and the hole 13 starts to flow into the forward chamber 18. Then the lower end of the piston-striker 11 opens the exhaust channels 23 of the axle box 8, begins exhaust from the reverse chamber 19 through the exhaust channels 22 of the axle box 8 and then through the central channel 25 an annular bore 9 and purge holes 10 of the axle box 8 to the bottom of the well.

Под действием сжатого воздуха, наполняющего камеру прямого хода 18, поршень-ударник 11 затормаживается, останавливается, а затем начинает движение в низ.Under the action of compressed air filling the forward chamber 18, the piston-hammer 11 is braked, stopped, and then begins to move to the bottom.

При движении поршня-ударника 11 вниз задняя отсечная кромка внутренней полости 15 поршня-ударника 11 перекрывает радиальные каналы 6 на воздухораспределительной трубке 4, прекращая подачу сжатого воздуха в камеру прямого хода 18, после чего в ней начинается расширение. Затем нижний торец воздухораспределительной трубки 4 открывает центральный канал 25 и происходит выпуск воздуха из камеры прямого хода 18, а нижняя кромка канала 12 открывает впуск воздуха в камеру обратного хода 19, поршень-ударник 11 наносит удар по буровой коронке 20. После чего рабочий цикл погружного пневмоударника повторяется вновь.When the piston-drummer 11 moves down, the rear cut-off edge of the inner cavity 15 of the piston-drummer 11 overlaps the radial channels 6 on the air distribution tube 4, stopping the supply of compressed air to the forward chamber 18, after which expansion begins. Then, the lower end of the air distribution tube 4 opens the central channel 25 and air is discharged from the forward chamber 18, and the lower edge of the channel 12 opens the air inlet to the reverse chamber 19, the piston-hammer 11 strikes the drill bit 20. After that, the working cycle of the submersible the hammer is repeated again.

При отрыве буровой коронки 20 от забоя скважины поршень-ударник 11 перемещается из положения, показанного на Фиг.1, вперед и погружной пневмоударник автоматически выключается (блокируется). При этом задняя кромка поршня-ударника 11 открывает радиальные каналы 6 воздухораспределительной трубки 4 в камеру прямого хода 18, а нижняя кромка большей ступени воздухораспределительной трубки выходит в канал 12 поршня ударника When the drill bit 20 is separated from the bottom of the well, the piston-hammer 11 moves from the position shown in Fig. 1 forward and the submersible hammer is automatically turned off (blocked). In this case, the trailing edge of the piston-striker 11 opens the radial channels 6 of the air distribution tube 4 into the forward chamber 18, and the lower edge of the larger stage of the air distribution tube enters the channel 12 of the striker piston

11, соединяя через каналы 14, 17 и внутреннюю полость 15 камеру прямого хода 18 с камерой обратного хода 19, выравнивая в них давление.11, connecting through the channels 14, 17 and the internal cavity 15 the forward chamber 18 with the reverse chamber 19, equalizing the pressure in them.

С жатый воздух из камеры прямого хода 18 поступает через каналы 14 во внутреннюю полость 15, центральный канал 25, расточку 9 и выхлопные отверстия 10 на забой скважины, интенсивно очищая его от бурового шлама.Compressed air from the forward chamber 18 enters through the channels 14 into the internal cavity 15, the central channel 25, the bore 9, and the exhaust openings 10 to the bottom of the well, intensively cleaning it from drill cuttings.

Использование предложенных усовершенствований в конструкции погружного пневмоударника, для бурения скважин в породах различной крепости, позволяет увеличить срок службы используемой буровой коронки и положительно влияет на стабильность работы погружного пневмоударника в целом по сравнению с известными конструкциями погружных пневмоударников аналогичного назначения.The use of the proposed improvements in the design of a submersible hammer, for drilling wells in rocks of various strengths, allows to increase the service life of the drill bit used and positively affects the stability of the work of a submersible hammer as a whole in comparison with the known designs of submersible hammers of a similar purpose.

Источник информации:The source of information:

1. Патент, РФ №1652535, 1989 г., по кл. Е21С 4/14.1. Patent, Russian Federation No. 1652535, 1989, according to CL. E21C 4/14.

Claims

A submersible hammer containing a housing, on one side of which a axle box is fixed, and on the other side an adapter for drill rods with an air distribution tube and an adjusting nut is fixed, which performs a reciprocating movement of a step-shaped piston-hammer with a decreasing diameter towards the axle box and an air distribution system formed by an air distribution tube and a piston drummer, characterized in that the axle box is fixed in the housing, contains purge openings and exhaust channels.