SU1116137A1 - Устройство ударного действи дл образовани скважины в грунте - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ , содержащее корпус с системой электромагнитных катушек, наковальню и установленное в корпусе с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  с ферромагнитными звень ми, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  удельных энергетических характеристик,, наковальн  установлена в корпусе с возможностью аксиального перемещени , корпус имеет два упора,а ударник подпружинен относительно наковальни и снабжен буртиком дл  взаимодействи  с упорами корпуса, рассто ние А между которыми определ етс  по формуле D с + с - К + А В + где В рассто ние между сосед ними электромагнитными катушкамиi i С, С перекрытие электромагнитных катушек ферро (Л магнитными звень ми при фиксации буртика у соответствующего упораJ высота ферромагнитного К D звена; высота буртика.

Description

I Изобретение относитс  к геологоразведке и строительству и может быть использовано преимущественно д образовани  вертикальных скважин в грунте. Известно устройство ударного дей стви  дл  образовани  скважин в грунте, содержащее корпус с системой электромагнитных катушек, наковальню и установленное в корпусе с возможностью осевого возвратнопоступательного перемещени  с ферромагнитными звень ми 11. Реверсирование ударного усили , созданного ударником, осуществл етс подачей рабочих импульсс5в напр жени  на различные системы кату шек пр мого и обратного хода. Недостатком известного устройства  вл етс - необходимость применени  двух систем электромагнитных катушек, кажда  из которых половин рабочего цикла не работает, что зна чительно ухудшает удельные энергетические характеристики, например, кинематическую энергию ударника, от несенную к массе ударника. Цель изобретени  - повьш1ение удельных энергетических характеристик устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве ударного де;й.стви  дл  образовани  скважин в грунте, содержащем корпус с системой электромагнитных катушек, наковальню и установленное в корпусе с возможностью осевого возвратно-поступател ного перемещени  с фе рромагнитными звень ми, наковальн  установлена в корпусе с возможностью аксиальног перемещени , корпус имеет два упора а ударник подпружинен относительно наковальни и снабжен буртиком дл  взаимодействи  с упорами корпуса, рассто ние А между которыми определ етс  по следующей формулу , , В + Cj- k + D, -рассто ние между соседними электромагнитными катушками; С И Cj -перекрытие электромагнитных катущек ферромагнитными звень ми при фиксации буртика у соответствующего упора; К - высота ферромагнитного звена D - высота буртика. 7г На фиг. 1 изображено устройство в исходном состо нии дл  удара вниз, на фиг. 2 - то же, дл  удара вверх. Устройство содержит корпус 1, внутри которого находитс  жестко св занна  с ним система электромагнитных катушек 2 и шихтованного магнитопровода индуктора 3. В магнитопроводе индуктора 3 соосно с ним расположен ударник 4 с ферромагнитными звень ми, отделенными друг от друга немагнитными, например, медными кольцами 5. На ударнике 4 расположен буртик 6, который фиксирует ударник относительно верхнего 7 или нижнего 8 упоров, установленных в корпусе 1 на рассто нии А, которое определ ют по формуле A B+C-,+ C2-K+D, где В - рассто ние между соседними электромагнитньми катушками С и С„- перекрытие электромагнитных катушек ферромагнитными звень ми при фиксации буртика у соответствующего упора; К - высота ферромагнитного звена; D - высота буртика. Б нижнем торце ударника установлен боек 9, наружный диаметр которого больше наружного диаметра ударника. Боек 9 помещен внутри камеры , образованной стаканом 10 и сочлененной с ним наковальней 11, причем дно стакана 10 выполнено с отверстием, диаметр которого больше диаметра ударника, но меньше диаметра бойка. Стакан 10 и наковальн  11 имеют возможность аксиального перемещени  относительно корпуса 1. Дп  возврата ударника в исходное .состо ние на нем установлена пружина 12, причем верхним торцом пружц,на упираетс  в буртик 6, а нижним в стакан 10. Дл  предотвращени  обратного хода устройства во врем  действи  электромагнитной силы к корпусу 1 жестко прикреплена инертна  масса пригруз 13. . К наковальне 11 приклеплен породоразрушающий элемент 14, например грунтозаборник, дл  отбора проб грунта.

3

в цеп х уменьшени  бокового трени  корпуса 1 и пригруэа 13 о стенки скважины наружньй диаметр породоразрушающего элемента 14 выполнен большим, чем диаметры корпуса 1 и пригруза 13.

Устройство работает следующим образом.Под действием силы т жести пригру за 13 стакан 10 поджат к нижнему упору 8, а буртик 6 под действием упругих сил пружины 12 - к верхнему упору 7. В этом случае короткозамкнутые кольца 5 ударника расположены внутри электромагнитных катушек 2 ниже их радиальной оси.

Под действием электромагнитных сил, возникающих в результате взаимо действи  импульсного магнитного потока , созданного катушками 2, и наведенного тока в короткозамкнутых кольцах 5 ударник 4 перемещаетс  в сторону смещени  короткозамкнутых колец 5 относительно радиальной оси катушек 2 и наносит удар по наковальне 11. При этом прикрепленньй к наковальне 11 породоразрушающий элемент 14 внедр етс  в грунт, формиру  скважину.

Вследствие того, что диаметр корпуса 1 и пригруза 13 меньше диаметра породоразрушающего элемента 14, по окончании действи  импульса силы корпус 1 под действием силы т жести пригруза 13 опускаетс  до тех пор, пока стакан 10 не придет в соприкосновение с нижним упором 8. Упругие силы пружины при этом возвращают ударник 4 в исходное состо ние от161374

носительно электромагнитных катушек , 2, и цикл работы устройства повтор етс .

Под действием усили  грузоподъемного механизма, например лебедки, корпус 1 с пригрузом 13 поднимаютс , а породоразрушающий элемент 14 остаетс  на месте до тех пор, пока нижн   торцова  поверхность наковальни 11 не придет в соприкосновение

10 с корпусом 1. При этом ударник 4 под действием силы т жести перемещаетс  вниз до фиксации буртика 6 у нижнего упора 8. Б этом случае короткозамкнутые кольца 5 ударника расположе15 ны внутри электромагнитных катушек 2 вьш1е их радиальной оси.

Под действием электромагнитных сил ударник 4 перемещаетс  в сторону смещени  короткозамкнутых колец 5

20 относительно радиальной оси катушек 2 и наносит удар по стакану 10. При этом породоразрушающий элемент 14 отрываетс  от забо  скважины.

По окончании действи  импульса си5 лы ударник 4 под собственным весом опускаетс  до упора 8, а наковальн  11 усилием грузоподъемного механизма под шмаетс  нижним торцом к корпусу 1; работы повтор етс ,

0

Таким образом, конструкци  устройства позвол ет осуществл ть реверс ударного усил11  при бурении скважины и извлечении устройства из грунта с помощью одной и той же системы электромагнитных катушек, что приводит к повышению удельных энергетических характеристик.

Cf

X

м

-в

//

ФиеЛ

в

CJL

к

х

Фиг. 2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, содержащее корпус с системой электромагнитных катушек, наковальню и установленное в корпусе с возможностью осевого возвратно-поступатель ного перемещения с ферромагнитными звеньями, отличающееся тем, что, с целью повышения удельных энергетических характеристик,, наковальня установлена в корпусе с возможностью аксиального перемещения, корпус имеет два упора,а ударник подпружинен относительно наковальни и снабжен буртиком для взаимодействия с упорами корпуса, расстояние А между которыми определяется по формуле a = b + c₁ + c₂-k+d, где В - расстояние между соседними электромагнитными катушками;

   С₁, С2 - перекрытие элёктромаг- g нитных катушек ферромагнитными звеньями при фиксации буртика у соответствующего упора;

   К - высота ферромагнитного звена;

   D - высота буртика.

   SU п„ 1116137