SU1675548A1 - Annular pneumatic striker for drilling wells - Google Patents
Annular pneumatic striker for drilling wells Download PDFInfo
- Publication number
- SU1675548A1 SU1675548A1 SU833661691A SU3661691A SU1675548A1 SU 1675548 A1 SU1675548 A1 SU 1675548A1 SU 833661691 A SU833661691 A SU 833661691A SU 3661691 A SU3661691 A SU 3661691A SU 1675548 A1 SU1675548 A1 SU 1675548A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- tube
- exhaust
- chamber
- hammer
- core
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к горной промети и предназначено дл бурени геологоразведочных скважин. Цель - повышение эксплуатационной надежности пневмоу- дарника при увеличении глубины бурени за счет уменьшени веро тности попадани шлама в ударный узел. Дл этого на установленной внутри ступенчатой трубки (СТ) 3 керноприемной трубе (КПТ) 4 выполнен кольцевой бурт 5, который размещен между впускным 12 и выхлопным 13 отверсти ми СТ 3, выполненными на различных ее ступен х . В кольцевом бурте 5 выполнено поThe invention relates to mining and it is intended for drilling exploration wells. The goal is to increase the operational reliability of the pneumatic impact tool while increasing the drilling depth by reducing the likelihood of cuttings entering the impact unit. To do this, an annular collar 5 is installed on the core-receiving tube (CPT) 4 installed inside the stepped tube (CT) 3, which is placed between the inlet 12 and the outlet 13 of the CT 3, which are made at its different stages. In the annular collar 5 performed by
Description
tWtW
ЁYo
1one
ОABOUT
аbut
елate
0000
меньшей мере одно дросселирующее отверстие 6. В торцовой части корпуса 1 пневмо- ударника с возможностью осевого перемещени вдоль СТ 3 установлен поро- доразрушающий инструмент 7 с продувочным каналом 8, сообщенным с магистральной камерой (К) 14 через выхлопную К 15. Последн размещена между СТ 3 и КПТ 4. При этом площадь сечени канала 8 инструмента 7 равна сумме площадей поперечных сечений отверстий 13 и 6. Ударник 2 и СТ 3 образуют К 16 рабочего хода, а вместе с корпусом 1 - К 17 холостого хода.at least one throttling hole 6. In the front part of the body 1 of the air striker with axial movement along the CT 3 a rock-breaking tool 7 is installed with a purge channel 8 communicated with the main chamber (K) 14 through the exhaust K 15. The latter is placed between the CT 3 and CPT 4. At the same time, the cross-sectional area of the channel 8 of the tool 7 is equal to the sum of the cross-sectional areas of the holes 13 and 6. The drummer 2 and the ST 3 form K 16 of the working stroke, and together with the body 1 - K 17 of idling.
Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к пневмоудар- ным устройствам с пневмотранспортом керношламового материала, используемым при бурении геологоразведочных скважин. The invention relates to the mining industry, in particular, to pneumatic impact devices with pneumatic conveying of a mud material used in drilling exploration wells.
Известен кольцевой пневмоударник дл бурени скважин, включающий корпус, ступенчатый ударник со сквозным осевым каналом, вход щие в последний ступенчата трубка с отверсти ми дл впуска и вы- хлопа воздуха и керноприемна труба с продольными каналами, выполненными на ее наружной поверхности, и приспособление дл варьировани времени впуска при рабочем ходе ударника 1.A well-known annular pneumatic hammer for well drilling includes a body, a stepped hammer with a through axial channel, the last step tube with holes for air inlet and exhaust, and a core receiver tube with longitudinal channels made on its outer surface, and a device for varying intake time during working stroke of the striker 1.
Недостатком кольцевого пневмоудар- ника вл етс то, что вследствие трени регулировочной втулки в выступах ударника снижаетс эксплуатационна надежность устройства.The disadvantage of an annular hammer is that due to the friction of the adjusting sleeve in the protrusions of the hammer, the operational reliability of the device is reduced.
Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс кольцевой пневмоударник, включающий корпус, ударник, установленный с возмож- ностью возвратно-поступательного перемещени вдоль ступенчатой трубки с впускным и выхлопным отверсти ми, выполненными на различных ступен х ступенчатой трубки, жестко установленную внутри последней керноприемную трубу, породо- разрушающий инструмент с продувочным каналом, сообщенным с магистральной камерой через выхлопную камеру, размещенную между ступенчат.ой трубкой и керноприемной трубкой 2.The closest technical solution to the invention by its technical essence and the achieved result is an annular hammer, comprising a housing, a hammer, installed with the possibility of reciprocating movement along a stepped tube with inlet and exhaust openings made on different steps of a stepped tube, rigidly a core-borne pipe installed inside the latter, a rock-destroying instrument with a purge channel communicated with the main chamber through the exhaust chamber, placed stupenchat.oy between the tube and the core lifter tube 2.
Недостатком известного кольцевого пневмоударника вл етс то, что при увеличении глубины бурени из-за возрастающего противодавлени выхлопного тракта повышаетс веро тность попадани частиц шлама в ударный механизм, что в целомA disadvantage of the known annular pneumatic impact hammer is that with an increase in the drilling depth, due to the increasing back pressure of the exhaust tract, the probability of sludge particles getting into the percussion mechanism increases, which in general
Под действием разности давлений в К 17 и 18 ударник 2 совершает рабочий ход до нанесени удара по инструменту 7. При этом отверсти 12 и 13 перекрываютс . Перед ударом открываютс отверсти 12 в К 17, а отверсти 13 в К 16, из которой происходит выхлоп воздуха в К 15, где он смешиваетс с воздухом, прошедшим через отверсти 6 из К 14. Далее воздушный поток поступает через каналы 8 на забой. Разрушенна порода этим потоком выноситс в центральный канал КПТ 4 и далее по тоубе 11 - на поверхность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Under the action of the pressure difference in K 17 and 18, the hammer 2 makes a working stroke before striking the tool 7. In this case, the holes 12 and 13 overlap. Before the impact, the openings 12 in K 17 open, and the openings 13 in K 16, from which exhaust air comes to K 15, where it mixes with the air that has passed through the openings 6 from K 14. Next, the air flow flows through the channels 8 to the bottom. The destroyed rock is carried by this stream into the central channel of KPT 4 and further along tube 11 to the surface. 1 hp f-ly, 2 ill.
приводит к уменьшению эксплуатационной надежности конструкции.leads to a decrease in the operational reliability of the structure.
Целью изобретени вл етс повышение эксплуатационной надежности пневмоударника при увеличении глубины бурени за счет уменьшени веро тности попадани шлама в ударный узел.The aim of the invention is to increase the operational reliability of an impact hammer when the drilling depth is increased by reducing the likelihood of sludge falling into the impact unit.
Цель достигаетс тем, что в кольцевом пневмоударнике дл бурени скважин, включающем корпус, ударник, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещени вдоль ступенчатой трубки с впускным и выхлопным отверсти ми , выполненными на различных ступен х ступенчатой трубки, жестко установленную внутри последней керноприемную трубу, породоразрушающий инструмент с продувочным каналом, сообщенным с магистральной камерой через выхлопную камеру, размеченную между ступенчатой трубой и керноприемной трубой, на керноприемной трубе выполнен кольцевой бурт, который размещен между впускным и выхлопным отверсти ми ступенчатой трубки, при этом в кольцевом бурте выполнено по меньшей мере одно дросселирующее отверстие.The goal is achieved by the fact that in an annular hammer for drilling wells, including a housing, a hammer installed with the possibility of reciprocating movement along a stepped tube with inlet and exhaust holes made in different steps of a stepped tube, a core tube rigidly mounted inside the latter, rock-breaking a tool with a purge channel communicated with the main chamber through the exhaust chamber, marked up between the stepped tube and the core receiver, on the core receiver The pipe is provided with an annular shoulder, which is placed between the inlet and exhaust openings of the stepped tube, while at least one choking hole is made in the annular shoulder.
Кроме того, площадь поперечного сечени продувочного канала породоразрушаю- щего инструмента равна сумме площадей поперечных сечений выхлопного и дросселирующего отверстий.In addition, the cross-sectional area of the purge port of the rock-cutting tool is equal to the sum of the cross-sectional areas of the exhaust and throttling holes.
На фиг. 1 показан пневмоударник, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,FIG. 1 shows a hammer, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one,
Кольцевой пневмоударник дл бурени скважин включает корпус 1, ударник 2, ступенчатую трубку 3, керноприемную трубу 4, снабженную кольцевым буртом 5, в котором выполнены дросселирующие отверсти 6. В торцовой части корпуса 1 установлен с возможностью осевого перемещени породоразрушающий инструмент 7 сAn annular hammer for drilling wells includes a housing 1, a drummer 2, a stepped tube 3, a core receiver tube 4 provided with an annular collar 5 in which throttling holes 6 are made. In the end part of the housing 1 a rock-breaking tool 7 is axially displaced
продувочными каналами 8. Верхней частью корпус 1 соединен с двойной буровой трубой 9, состо щей из внешней 10 и внутренней 11 труб, последн из которых соедин етс с керноприемной трубой А и вл етс продол- жением шламотрубопровода,purge channels 8. The upper part of the housing 1 is connected to a double drill pipe 9 consisting of an outer 10 and an inner 11 pipe, the latter of which is connected to a core tube A and is a continuation of the slab pipe,
В ступенчатой трубке 3 выполнены впускные отверсти 12 и выхлопные отверсти 13. Кольцевой бурт 5 на наружной поверхности керноприемной трубы 4 расположен между впускными отверсти ми 12 и выхлопными отверсти ми 13 ступенчатой трубки 3 и раздел ет пространство между стенками ступенчатой трубки 3 и керноприемной трубы 4 на магистральную камеру 14 и выхлоп- ную камеру 15, которые сообщены между собой через дросселирующие отверсти 6, выполненные в бурте 5.In the stepped tube 3, inlets 12 and exhaust openings 13 are made. An annular shoulder 5 on the outer surface of the core receiver tube 4 is located between the inlet openings 12 and the exhaust openings 13 of the stepped tube 3 and separates the space between the walls of the stepped tube 3 and the core receiver 4 the main chamber 14 and the exhaust chamber 15, which are connected to each other through throttling holes 6, made in the collar 5.
Ударник 2 и ступенчата трубка 3 образуют камеру 16 рабочего хода, а те же эле- менты и корпус 1 - камеру 17 холостого хода.The drummer 2 and the step tube 3 form the chamber 16 of the working stroke, and the same elements and the housing 1 form the chamber 17 of the idling.
На корпусе 1 установлен пакер 18, преп тствующий попаданию сжатого воздуха и шлама между корпусом 1 и стенкой скважи- ны. Сжатый воздух подаетс по межтрубному пространству 19 двойной буровой трубы 9 в магистральную камеру 14, образованную стенками керноприемной трубы 4. ступенчатой трубки 3 и буртом 5. Дальше поток сжатого воздуха раздел етс и идет параллельно двум пут ми: через дросселирующие отверсти 6 в выхлопную камеру 15, образованную стенками керноприемной трубы 4, ступенчатой трубки 3, буртом 5 и породоразрушающим инструментом 7, и.че- рез впускные отверсти 12 - в камеру 17 холостого хода.A packer 18 is installed on the housing 1, preventing the entry of compressed air and sludge between the housing 1 and the wall of the well. Compressed air is fed through the annular space 19 of the double drill pipe 9 into the main chamber 14 formed by the walls of the core receiver tube 4. of the stepped tube 3 and the collar 5. Then the stream of compressed air is separated and runs parallel in two ways: through the throttling holes 6 to the exhaust chamber 15 formed by the walls of the core-receiver tube 4, the stepped tube 3, the shoulder 5 and the rock-breaking tool 7, and through the inlet holes 12 - into the idling chamber 17.
В выхлопной камере 15 поддерживаетс давление меньше магистрального, так как эта камера сообщена с магистралью через дросселирующие отверсти бис атмосферой - через продувочные каналы 8 породоразрушающего инструмента 7.In the exhaust chamber 15, a pressure less than the main pressure is maintained, since this chamber communicates with the main through the throttling orifices of the bis atmosphere through the purge channels 8 of the rock-destruction tool 7.
Принцип работы кольцевого пневмоу- дарника дл бурени скважин следующий.The principle of operation of an annular pneumatic impeller for well drilling is as follows.
Сжатый воздух из магистральной камеры 14 через впускные отверсти 12 поступает в камеру 17 холостого хода. Так как в положении, показанном на фиг, 1, камера 16 рабочего хода через выхлопные отверсти 13 сообщена с выхлопной камерой 15 (где давление меньше, чем в магистральной камере 14), то ударник 2 начинает холостой ход (на фиг. 1 вверх) под действием силы, равной произведению разности давлений в камерах на разность площадей верхнего и нижнего торцов ударника 2. После перекрыти впускных отверстий 12 и выхлопных отверстий 13 ударник продолжает двигатьс вCompressed air from the main chamber 14 through the inlet ports 12 enters the idle chamber 17. Since, in the position shown in FIG. 1, the working stroke chamber 16 is in communication with the exhaust chamber 15 through the exhaust ports 13 (where the pressure is less than in the trunk chamber 14), the hammer 2 starts idling (upward in FIG. 1) under by the action of a force equal to the product of the pressure difference in the chambers by the difference of the areas of the upper and lower ends of the impactor 2. After the inlet holes 12 and the exhaust holes 13 are closed, the impactor continues to move in
том же направлении до тех пор, пока камера 16 рабочего хода не будет сообщена через впускные отверсти 12 с магистральной камерой 14, а камера 17 холостого хода через выхлопные отверсти 13 - с выхлопной камерой 15.in the same direction until the camera 16 of the stroke is communicated through the inlet ports 12 with the main chamber 14, and the idling chamber 17 via the exhaust ports 13 is connected with the exhaust chamber 15.
В верхнем положении ударника 2 из камеры холостого хода 17 происходит выхлоп и давление в ней падает до величины давлени в выхлопной камере 15. Сжатый воздух через впускные отверсти 12 поступает теперь в камеру 16 рабочего хода, поэтому давление в этой камере становитс больше, чем в камере 17 холостого хода. Под действием разности давлений в этих камерах ударник 2 останавливаетс и начинает совершать рабочий ход (на фиг. 1 вниз) до нанесени удара по породоразрушающему инструменту 7. При этом перекрываютс впускные отверсти 12 и выхлопные отверсти 13. Перед ударом ударника 2 по породоразрушающему инструменту 7 происходит открытие впускных отверстий 12 в камеру 17 холостого хода, а выхлопных отверстий 13 - в камеру 16 рабочего хода,In the upper position of the striker 2 from the idling chamber 17, the exhaust occurs and the pressure in it drops to the value of the pressure in the exhaust chamber 15. Compressed air through the inlets 12 now flows into the working stroke chamber 16, therefore the pressure in this chamber becomes greater than in the chamber 17 idle. Under the action of the pressure difference in these chambers, the impactor 2 stops and begins to make a working stroke (in Fig. 1 downward) before striking the rock-breaking tool 7. At the same time, the inlet holes 12 and the exhaust holes 13 overlap. Before the impact of the hammer 2, rock-breaking tool 7 occurs the opening of the inlet holes 12 into the chamber 17 of idling, and the exhaust holes 13 - into the chamber 16 of the working stroke,
Из камеры 16 рабочего хода происходит выхлоп воздуха в выхлопную камеру 15, где он смешиваетс с воздухом, прошедшим через дросселирующие отверсти 6, из магистральной камеры 14. Далее смешанный воздушный поток поступает на забой, через продувочные каналы 8 породоразрушающего инструмента 7.From the working chamber 16, exhaust air enters the exhaust chamber 15, where it is mixed with air passing through the throttling holes 6 from the main chamber 14. Next, the mixed air flow enters the bottomhole through the purge channels 8 of the rock-destruction tool 7.
Разрушенна порода подхватываетс этим потоком и выноситс в центральный канал керноприемной трубы 4 и далее по внутренней трубе 11 двойной буровой трубы 9 - на поверхность. Пакер 18 преп тствует попаданию воздуха и шлама в пространство между корпусом 1 и стенками скважины,Destroyed rock is picked up by this stream and carried to the central channel of the core tube 4 and then along the inner pipe 11 of the double drill pipe 9 to the surface. Packer 18 prevents air and sludge from entering the space between housing 1 and the walls of the well,
При работе пневмоударника в выхлопной камере 15 поддерживаетс давление выше атмосферного, но ниже магистрального , так как в камеру поступает воздух через дросселирующие отверсти 6 и выхлопные отверсти 13 и выходит из камеры через продувочные каналы 8 породоразрушага- щего инструмента 7. Величина давлени в выхлопной камере 15 зависит от площади дросселирующих отверстий 6. При этом площадь поперечного сечени продувочных каналов 8 должна быть равна сумме площадей дросселирующих отверстий 6 и выхлопных отверстий 13. Если площадь поперечного сечени продувочных каналов 8 будет меньше указанной величины, то получитс пережим выхлопной магистрали пнезмоударного механизма, в результате чего снизитс ниже расчетных частота и энерги ударов.When the hammer is operating in the exhaust chamber 15, the pressure is maintained above atmospheric, but lower than the main one, since air enters the chamber through the throttling holes 6 and the exhaust holes 13 and leaves the chamber through the purge channels 8 of the rock-demolishing tool 7. depends on the area of the throttling holes 6. In this case, the cross-sectional area of the blowing channels 8 should be equal to the sum of the areas of the throttling holes 6 and the exhaust holes 13. If the area is transverse If the cross section of the purge channels 8 is smaller than the specified value, the exhaust line of the shock-relief mechanism will be constricted, resulting in a decrease in the calculated frequency and impact energy.
Кроме того, возрастет пульсаци давлени в выхлопной камере 15 в момент выхлопа . Если площадь поперечного сечени каналов 8 будет больше указанной величины , то давление в выхлопной камере 15 будет понижатьс в зависимости от превышени площади сечени каналов 8 вплоть до атмосферного. Эффективность работы в этом случае также уменьшаетс .In addition, the pressure pulsation in the exhaust chamber 15 will increase at the moment of exhaust. If the cross-sectional area of the channels 8 is larger than the specified value, then the pressure in the exhaust chamber 15 will decrease depending on the excess area of the channels 8 up to atmospheric. The performance in this case also decreases.
В случае соблюдени услови равенства площади поперечного сечени каналов 8 и суммы площадей дросселирующих отверстий 6 и выхлопных отверстий 13 выхлоп из камер холостого 17 и рабочего 16 ходов происходит в выхлопную камеру 15, где давление поддерживаетс посто нным (с некоторыми пульсаци ми независимо от глубины бурени скважины). При этом параметры рабочего цикла пневмоударника подбираютс так, чтобы заданна энерги и частота ударов достигалась при работе пневмоударника на заданном перепаде давлений.If the condition of equality of the cross-sectional area of the channels 8 and the sum of the areas of the throttling holes 6 and exhaust holes 13 is met, the exhaust from the idle chambers 17 and the working 16 strokes takes place into the exhaust chamber 15, where the pressure is kept constant (with some pulsations regardless of the depth of drilling ). At the same time, the parameters of the working cycle of the pneumatic impactor are selected so that a given energy and frequency of impacts is achieved when the pneumatic impactor operates at a predetermined pressure drop.
В этом случае при бурении скважин пневмоударник будет работать с близкой к посто нной частотой и энергией удара независимо от глубины скважины и соответствующей величины давлени на забое в основании керношламовоздушного столба.In this case, during drilling, the hammer hammer will work with a nearly constant frequency and impact energy, regardless of the depth of the well and the corresponding value of bottomhole pressure at the base of the air column.
При использовании изобретени обеспечиваетс достаточно высокий уровень стабильности работы пневмоударного механизма и надежности конструкции.When using the invention, a sufficiently high level of stability of the pneumatic impact mechanism and reliability of the structure is ensured.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833661691A SU1675548A1 (en) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Annular pneumatic striker for drilling wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833661691A SU1675548A1 (en) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Annular pneumatic striker for drilling wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1675548A1 true SU1675548A1 (en) | 1991-09-07 |
Family
ID=21088813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833661691A SU1675548A1 (en) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Annular pneumatic striker for drilling wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1675548A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567061C2 (en) * | 2014-03-20 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Air-driven percussion machine for long rod driving in soil |
RU2603864C1 (en) * | 2015-07-06 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)" | Impact action device |
-
1983
- 1983-11-15 SU SU833661691A patent/SU1675548A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
11. Авторское свидетельство СССР N: 1133388, кл. Е 21 С 3/24, 1983. 2. Авторское свидетельство СССР №1141822, кл. Е 21 С 3/24, 1983. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567061C2 (en) * | 2014-03-20 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Air-driven percussion machine for long rod driving in soil |
RU2603864C1 (en) * | 2015-07-06 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)" | Impact action device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2025898A1 (en) | Down-hole mud actuated hammer | |
US3193024A (en) | Percussion drills with exhaust passage in hammer | |
US7198120B2 (en) | Down-the-hole drill assembly | |
GB1445502A (en) | Bore hole hammer drill | |
GB1252512A (en) | ||
US6550554B2 (en) | Rock drill | |
SU1675548A1 (en) | Annular pneumatic striker for drilling wells | |
SE454283B (en) | ANNUAL AIR HAMBLE DEVICE FOR DRILLING | |
US5240083A (en) | Device for removing drillhole debris | |
US4771835A (en) | Downhole hammer | |
SU1133388A1 (en) | Pneumatic percussive tool for drilling holes | |
US3361219A (en) | Down-hole drill | |
CA1260458A (en) | Annular air-hammer apparatus for drilling holes | |
SU1370218A1 (en) | Annular pneumatic percussive device for drilling wells | |
GB1535118A (en) | Pneumatic percussion machines | |
SU1323705A1 (en) | Pneumatic percussive mechanism | |
SU1102929A1 (en) | Pneumatic percussion mechanism | |
SU364733A1 (en) | SUBMERSHIP PNEUMO ULTRAWN SSSLL'TSt-1 & TH6 ^ | |
CA1178861A (en) | Drill hammer with variable air consumption | |
JPS6363888A (en) | Annular air hammer device for excavating pit | |
RU2018655C1 (en) | Circuit air hammer for hole drilling | |
KR960008594Y1 (en) | Drill hammer | |
SU1700227A1 (en) | Submersible air hammer | |
SU1716123A1 (en) | Downhole pneumatic hammer | |
SU848341A1 (en) | Pneumatic hammer |