RU86219U1

RU86219U1 - PNEUMATIC SHOCK

Info

Publication number: RU86219U1
Application number: RU2009118876/22U
Authority: RU
Inventors: Анна Викторовна Фоминых; Алексей Викторович Морозов; Александр Николаевич Канцуров; Владимир Александрович Кочетов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Кыштымское машиностроительное объединение"
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2009-08-27

Abstract

1. Пневмоударник, содержащий корпус, с одной стороны которого закреплена букса, а с другой переходник под буровые штанги, воздухораспределительную трубку, совершающий возвратно-поступательное движение внутри корпуса поршень-ударник и систему воздухораспределения, отличающийся тем, что система воздухораспределения содержит корпус вставной, в стенке которого выполнены каналы и отверстия для подачи воздуха, а на внутренней стороне корпуса выполнены кольцевые расточки для подачи воздуха. ! 2. Пневмоударник по п.1, отличающийся тем, что воздухораспределительная трубка в средней части содержит клапан неподвижный, оборудованный уплотнительным кольцом, а на конце, обращенном к переходнику под буровые штанги, стакан, в котором с возможностью перемещения установлен клапан.1. A hammer containing a housing, on one side of which a axle box is fixed, and on the other an adapter for drill rods, an air distribution pipe that reciprocates within the piston-hammer and the air distribution system, characterized in that the air distribution system comprises an insert housing, the wall of which channels and openings for air supply are made, and on the inner side of the casing ring bores are made for air supply. ! 2. An air hammer according to claim 1, characterized in that the air distribution tube in the middle part comprises a stationary valve equipped with a sealing ring, and at the end facing the adapter for the drill rods, a glass in which the valve is movably mounted.

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 mining.

Известен пневмоударник для бурения скважин [1] содержащий корпус, на одном конце которого закреплен посредством разъемного соединения переходник с центральным каналом. С другой стороны в корпусе посредством аналогичного разъемного соединения закреплена букса с буровой коронкой. Воздухораспределительная трубка закреплена в полости переходника и установлена свободно с определенным зазором, а этот зазор регулируется с помощью гайки. Внутри корпуса установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения поршень-ударник, разделяющий полость корпуса на камеру прямого хода и камеру холостого хода, и содержащий центральный канал и систему каналов подачи воздуха. Система воздухораспределения пневмоударника образована воздухораспределительной трубкой и поршнем-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.Known hammer for drilling wells [1] containing a housing, at one end of which is fixed by means of a detachable connection adapter with a Central channel. On the other hand, a box with a drill bit is fixed in the housing through a similar detachable connection. The air distribution tube is fixed in the cavity of the adapter and installed freely with a certain clearance, and this clearance is regulated by means of a nut. A piston-striker is installed inside the housing with the possibility of reciprocating movement, dividing the housing cavity into the forward chamber and the idle chamber, and containing a central channel and a system of air supply channels. The air distribution system of the hammer is formed by an air distribution tube 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 system of channels of the hammer, which are supplied alternately to the working chamber and the idling chamber, so that the hammer will reciprocate translational movement inside the housing during operation.

Присоединительные участки на корпусе под втулку и переходник выполнены идентичными и обеспечивают возможность переустановки их местами в случае необходимости.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.

Существенными недостатками этого вида пневмоударника является наличие в теле поршня-ударника сквозных отверстий и пазов, снижающих его прочность, и отсутствие в конструкции пневмоударника защиты от проникновения воды из забоя скважины, через пневмоудрник в механизм бурового станка. Данные недостатки приводят к снижению надежности и производительности пневмоударника и бурового станка в целом.Significant disadvantages of this type of hammer are the presence of through holes and grooves in the body of the piston-hammer, which reduce its strength, and the lack of protection in the design of the hammer from water penetration from the bottom of the well, through the hammer into the drilling rig mechanism. These shortcomings lead to a decrease in the reliability and performance of the hammer and the drilling rig as a whole.

Технической задачей предполагаемой полезной модели является исключение указанных недостатков путем изменения конструкции системы воздухораспределения и применения защиты от проникновения воды.The technical task of the proposed utility model is to eliminate these drawbacks by changing the design of the air distribution system and applying protection against water ingress.

Поставленная задача достигается тем, что пневмоударник содержит корпус, в котором с одной стороны закреплен посредством разъемного соединения переходник под буровые штанги, установленный внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения поршень-ударник, систему воздухораспределения пневмоударника образованную воздухораспределительной трубкой, вставным корпусом, поршнем-ударником и внутренней стенкой корпуса пневмоударника. В воздухораспределительной трубке выполнены каналы, через которые сжатый воздух подается в систему каналов, кольцевых расточек и пазов вставного корпуса, поршня-ударника и внутренней стенки корпуса пневмоударника, которые подводят его попеременно в полость рабочего хода и полость холостого хода. Воздухораспределительная трубка в средней части содержит клапан неподвижный, оборудованный уплотнительным кольцом, а на конце, обращенном к переходнику под буровые штанги, стакан, в котором с возможностью перемещения установлен клапан. На другой стороне корпуса пневмоударника посредством разъемного соединения закреплена букса, удерживающая буровую коронку.This object is achieved in that the hammer includes a housing in which, on one side, an adapter for drill rods is mounted via a detachable connection, mounted inside the housing with reciprocating movement of the piston-hammer, an air distribution system of the hammer formed by an air distribution tube, an insert housing, and a piston-hammer and the inner wall of the hammer body. In the air distribution tube, channels are made through which compressed air is supplied to the system of channels, annular bores and grooves of the insert housing, the hammer piston and the internal wall of the hammer body, which lead it alternately into the working cavity and the idle cavity. The air distribution tube in the middle part contains a fixed valve, equipped with a sealing ring, and at the end facing the adapter for the drill rods, a glass in which the valve is movably mounted. An axle box holding the drill bit is fixed on the other side of the hammer body by means of a detachable connection.

Указанная совокупность признаков позволяет увеличить надежность пневмоударника, предотвратить проникновение воды из забоя скважины через пневмоударник в механизм бурового станка, что увеличивает стабильность работы и производительность пневмоударника и бурового станка в целом.The specified set of features allows to increase the reliability of the hammer, to prevent the penetration of water from the bottom of the well through the hammer into the mechanism of the drilling rig, which increases the stability and performance of the hammer and the drilling rig as a whole.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения и чертежом, где на Фиг.1 показан продольный разрез пневмоударника, а на Фиг.2 показан фрагмент воздухораспределительной системы пневмоударника (продольный разрез).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 hammer, and Fig. 2 shows a fragment of an air distribution system of a hammer (longitudinal section).

Пневмоударник (Фиг.1) содержит корпус 1 на внутренней стороне, которого выполнены кольцевые расточки для подачи воздуха 19, 20, на одном конце корпуса 1 посредством разъемного соединения закреплен переходник 2 с центральным каналом 3. В корпусе пневмоударника закреплен корпус вставной 4 (Фиг.1, Фиг.2), с расположенными на его внутренней и внешней сторонах воздухораспределительными пазами 5, 6 и радиальными каналами 7, 8. Во вставном корпусе 4 установлена воздухораспределительная трубка 9, которая содержит в средней части клапан неподвижный 10, оборудованный уплотнительным кольцом 11, а на конце, обращенном к переходнику 2, стакан 12, в котором с возможностью перемещения установлен клапан 13. Воздухораспределительная трубка 9 оснащена воздухораспределительными каналами 14 и 15. Между соприкасающимися кромками воздухораспределительной трубки 9 и переходника 2 установлен демпфер 16. Внутри корпуса 1 установлен поршень-ударник 17, который имеет центральный канал 18, а на внешней стороне содержит пазы 21, 22. Верхний конец поршня-ударника 17 заходит в вставной корпус 4. Поршень-ударник 17 разделяет полость корпуса 1 на полость рабочего хода 23 и полость холостого хода 24. На противоположном конце корпуса 1 посредством разъемного соединения закреплена букса 25, в которой установлена посредством разъемного кольца 30 буровая коронка 26, содержащая трубку 27, при этом верхний торец 28 буровой коронки 26 образует совместно с нижним торцом 29 поршня-ударника 17 полость холостого хода 24.The hammer (Fig. 1) contains a housing 1 on the inner side, which has annular bores for supplying air 19, 20, an adapter 2 with a central channel 3 is fixed at one end of the housing 1 by means of a detachable connection. A plug-in housing 4 is fixed in the hammer body (Fig. 1, Fig. 2), with air distribution grooves 5, 6 and radial channels 7, 8 located on its inner and outer sides. An air distribution tube 9 is installed in the insert housing 4, which comprises a stationary valve 10 in the middle part, surrounded by a sealing ring 11, and at the end facing the adapter 2, a glass 12, in which the valve 13 is movably mounted. The air distribution pipe 9 is equipped with air distribution channels 14 and 15. A damper 16 is installed between the contacting edges of the air distribution pipe 9 and the adapter 2. Inside body 1 has a piston-hammer 17, which has a Central channel 18, and on the outside contains grooves 21, 22. The upper end of the piston-hammer 17 goes into the insert housing 4. The piston-hammer 17 divides the polo the body part 1 on the working cavity 23 and the idle cavity 24. At the opposite end of the housing 1, an axle box 25 is fixed by means of a detachable connection, in which a drill bit 26 containing a tube 27 is installed by means of a detachable ring 30, while the upper end 28 of the drill crown 26 forms together with the lower end 29 of the piston-drummer 17 idle cavity 24.

Пневмоударник работает следующим образом.The hammer works as follows.

Собранный пневмоударник переходником 2 крепится к ставу буровых штанг, в буксу 25, закрепленную в корпусе 1, устанавливается буровая коронка 26. Затем через магистраль штанг от буровой машины подается сжатый воздух, осевое усилие и крутящий момент. Перед началом работы поршень-ударник 17 находится в крайнем нижнем положении, упираясь своей нижней кромкой 29 в верхнюю кромку 28 буровой коронки 26, при этом трубка 27 буровой коронки 26 введена в центральный канал 18 поршня-ударника 17. Клапан 13 находится в зарытом состоянии. При этом происходит выхлоп из камеры рабочего хода 23 через открытый центральный канал 18 и выхлопные каналы буровой коронки 26 на забой скважины. Сжатый воздух через центральный канал 3 переходника 2 воздействует на клапан 13, открывает его и через каналы 14 и 15 воздухораспределительной трубки 9, каналы 8 корпуса вставного 4, кольцевую расточку 20 корпуса 1, пазы 5, 6 и каналы 7 корпуса вставного 4, пазы 21, 22 поршня-ударника 17 и кольцевую расточку 19 корпуса 1 поступает в полость холостого хода 24. Каналы 7 корпуса вставного 4 перекрыты стенкой поршня-ударника 17 и не участвуют в воздухораспределении. Под действием давления воздуха поршень-ударник 17 начинает двигаться вверх до момента выхода трубки 27 буровой коронки 26 из центрального канала 18 поршня-ударника 17, при открытии трубки 27 через нее происходит выхлоп воздуха из камеры холостого хода 24. Кольцевая расточка 19 перекрывается стенкой поршня-ударника 17, и воздух прекращает поступать через него в камеру холостого хода 24, в ней происходит выхлоп воздуха через трубку 27 буровой коронки 26. Одновременно с этим воздухораспределительная трубка 9 перекрывает центральный канал 18 поршня-ударника 17 своей кромкой и выхлоп воздуха через него прекращается.The assembled pneumatic hammer adapter 2 is attached to the drill string, in the axle box 25, mounted in the housing 1, the drill bit 26 is installed. Then, compressed air, axial force and torque are supplied through the rod line from the drilling machine. Before starting work, the piston-hammer 17 is in its lowest position, abutting its lower edge 29 against the upper edge 28 of the drill bit 26, while the tube 27 of the drill bit 26 is inserted into the central channel 18 of the piston-hammer 17. The valve 13 is in the closed state. When this occurs, the exhaust from the chamber of the stroke 23 through the open Central channel 18 and the exhaust channels of the drill bit 26 to the bottom of the well. Compressed air through the central channel 3 of the adapter 2 acts on the valve 13, opens it and through the channels 14 and 15 of the air distribution tube 9, channels 8 of the housing 4, ring bore 20 of the housing 1, grooves 5, 6 and channels 7 of the housing 4, grooves 21 , 22 of the piston-hammer 17 and the annular bore 19 of the housing 1 enters the idle cavity 24. The channels 7 of the housing of the plug-in 4 are blocked by the wall of the piston-hammer 17 and do not participate in the air distribution. Under the influence of air pressure, the piston-hammer 17 begins to move upward until the tube 27 of the drill bit 26 leaves the central channel 18 of the piston-hammer 17, when the tube 27 is opened, air is exhausted from the idling chamber 24. The ring bore 19 is blocked by the wall of the piston - impactor 17, and air stops flowing through it into the idle chamber 24, air is exhausted through it through the tube 27 of the drill bit 26. At the same time, the air distribution tube 9 blocks the central channel 18 of the piston-impact Ika 17 with its edge and the exhaust of air through it stops.

При движении поршня-ударника 17 вверх сжатый воздух через указанную выше систему пазов и каналов, а также открывшихся каналов 7 продолжает поступать в полость рабочего хода 23 и так как выхлоп воздуха через центральный канал 18 прекращен, в полости начинается сжатие оставшегося объема воздуха. Под действием сжатого воздуха, наполняющего камеру прямого хода 23, поршень-ударник 17 затормаживается, останавливается, а затем начинает движение в низ. При этом демпфер 16 страхует от жесткого контакта корпус вставной 4 и переходник 2, а клапан неподвижный 10, оборудованный уплотнительным кольцом 11 воздухораспределительной трубки 9 предотвращает самопроизвольную утечку воздуха.When the piston-hammer 17 moves upward, the compressed air through the above-mentioned system of grooves and channels, as well as the opened channels 7, continues to flow into the cavity of the working stroke 23 and since the air exhaust through the central channel 18 is stopped, compression of the remaining air volume begins in the cavity. Under the action of compressed air filling the forward chamber 23, the piston drummer 17 brakes, stops, and then begins to move to the bottom. In this case, the damper 16 insures against the hard contact of the insert 4 housing and the adapter 2, and the fixed valve 10 equipped with a sealing ring 11 of the air distribution tube 9 prevents spontaneous air leakage.

При движении поршня-ударника 17 вниз, воздухораспределительная трубка 9 освобождает центральный канал 18 и через него происходит выхлоп воздуха из камеры рабочего хода 23, а трубка 27 буровой коронки 26 заходит в центральный канал 18 поршня-ударника 17 и выходящий через нее воздух отсекается, поршень-ударник 17 наносит удар по торцу буровой коронки 28, который передается через буровую коронку на забой. Одновременно с этим происходит совмещение пазов 21 поршня-ударника 17 с кольцевой расточкой 19 корпуса 1, воздух поступает в полость холостого хода 24, после чего рабочий цикл пневмоударника повторяется вновь. Клапан 13, установленный в стакане 12, предотвращает попадание влаги из забоя скважины через пневмоударник в механизм бурового станка, перекрывая центральный канал 3 переходника 2 после прекращения подачи сжатого воздуха.When the piston-hammer 17 moves down, the air distribution tube 9 releases the central channel 18 and air is exhausted from the working chamber 23 through it, and the tube 27 of the drill bit 26 enters the central channel 18 of the hammer-piston 17 and the air coming out through it is cut off, the piston the hammer 17 strikes the end face of the drill bit 28, which is transmitted through the drill bit to the bottom. At the same time, the grooves 21 of the piston-hammer 17 are combined with the annular bore 19 of the housing 1, air enters the idle cavity 24, after which the working cycle of the hammer is repeated again. The valve 13 installed in the glass 12, prevents moisture from entering the bottom of the well through the hammer in the drilling rig mechanism, blocking the central channel 3 of the adapter 2 after the supply of compressed air.

При отрыве буровой коронки 26 от грунта она перемещается из положения, показанного на Фиг.1, вниз опираясь, на разрезное кольцо 30 и погружной пневмоударник автоматически выключается (блокируется). При этом верхний конец центрального канала 18 поршня-ударника 17 открывается, а в его нижний конец входит трубка 27 буровой коронки 26, соединяя его с выхлопными каналами буровой коронки 26.When the drill bit 26 is torn off the ground, it moves from the position shown in FIG. 1, resting downward, on the split ring 30 and the submersible hammer is automatically turned off (blocked). In this case, the upper end of the central channel 18 of the piston-hammer 17 opens, and the tube 27 of the drill bit 26 enters its lower end, connecting it to the exhaust channels of the drill bit 26.

Сжатый воздух из камеры рабочего хода 23 поступает через центральный канал 18 и выхлопные каналы буровой коронки 26 на забой скважины, интенсивно очищая его от бурового шлама.Compressed air from the working chamber 23 enters through the central channel 18 and the exhaust channels of the drill bit 26 to the bottom of the well, intensively cleaning it from drill cuttings.

Использование предложенных усовершенствований в конструкции пневмоударника, для бурения скважин в породах различной крепости, позволяет увеличить надежность пневмоударника, предотвратить проникновение воды из забоя скважины через пневмоударник в механизм бурового станка, что увеличивает стабильность работы и производительность пневмоударника и бурового станка в целом.Using the proposed improvements in the design of the hammer for drilling wells in rocks of various strengths, it increases the reliability of the hammer, prevents the penetration of water from the bottom of the well through the hammer into the mechanism of the drilling rig, which increases the stability and performance of the hammer and the drill rig as a whole.

Источник информации:The source of information:

1. Патент, РФ №76062, 2008 г., по кл.Е21В 4/14.1. Patent, Russian Federation No. 76062, 2008, according to CL E21B 4/14.

Claims

1. A hammer containing a housing, on one side of which a axle box is fixed, and on the other an adapter for drill rods, an air distribution pipe that reciprocates within the piston-hammer and the air distribution system, characterized in that the air distribution system comprises an insert housing, the wall of which channels and openings for air supply are made, and on the inner side of the casing ring bores are made for air supply.

2. An air hammer according to claim 1, characterized in that the air distribution tube in the middle part comprises a stationary valve equipped with a sealing ring, and at the end facing the adapter for the drill rods, a glass in which the valve is movably mounted.