SU1716123A1

SU1716123A1 - Downhole pneumatic hammer

Info

Publication number: SU1716123A1
Application number: SU894759086A
Authority: SU
Inventors: Игорь Ильич Николаев; Эдуард Семенович Решетько; Владимир Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Тульский филиал Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности . Цель изобретени - повышение производительности бурени по крепким породам за счет увеличени энергии единичного удара. Пневмоударник содержит корпус 1, ударник 2, который делит корпус 1 на камеры (К) рабочего 3 и холостого 4 ходов, корпус клапанного узла 5 с каналами дл впуска энергоносител в К 3; обратный клапан 8, подпружиненный пружиной 9, и впускной клапан 10. Между корпусом клапанного узла 5 и впускным клапаном 10 выполнен кольцевой дросселирующий канал 12 дл периодического сообThe invention relates to the mining industry. The purpose of the invention is to increase the productivity of drilling for hard rocks by increasing the energy of a single blow. The pneumatic impact tool comprises a housing 1, a hammer 2, which divides the housing 1 into chambers (K) of a working 3 and idle 4 strokes, a valve assembly 5 with channels for inlet of an energy carrier to K 3; a check valve 8, spring-loaded spring 9, and an inlet valve 10. Between the body of the valve assembly 5 and the intake valve 10 there is an annular throttling channel 12 for periodic communication

Description

Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к погружным пневмоударникам дл бурени разведочных скважин.The invention relates to the mining industry, in particular to submersible hammer hammers for drilling exploratory wells.

Известен пневмоударник, включающий в себ корпус, камеры рабочего и холостого ходов, ударник, воздухораспределительное устройство, клапан дополнительного впуска энергоносител , клапан продленного выхлопа , обратный клапан, верхний переходник .A pneumatic impact tool is known, which includes the housing, the working and idling chambers, the hammer, the air distribution device, the additional energy inlet valve, the extended exhaust valve, the check valve, the upper adapter.

Недостатком такого пневмоударника вл етс низка производительность при бурении по крепким породам обусловлен на недостаточной энергией yfljpa вуслови х бурени разведочные скважин.The disadvantage of such a hammer is the low productivity in drilling over hard rocks due to the insufficient energy of drilling wells in exploration wells.

Наиболее близким fro технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс погружной пневмоударник , содержащий корпус аз ещен ный в корпусе ударник -дел щий его полость на камеры рабочего и холостого ходов, корпус клапанной коробки с каналами дл впуска энергоносител в камеру рабочего хода, обратный клапан, впускной клапан и пружину .The closest fro technical essence and the achieved result to the proposed is a submersible pneumatic hammer, comprising a housing, a drummer still in the housing, dividing its cavity into the working and idle stroke chambers, the valve housing with channels for injecting energy into the working stroke chamber, a check valve , intake valve and spring.

Недостатком такого пневмоударника также вл етс низка производительность при бурении по крепким породам, обусловленна недостаточной энергией единичного удара.The disadvantage of such a hammer is also low productivity when drilling over hard rocks, due to insufficient energy of a single blow.

Цель изобретени - повышение производительности при бурении по крепким породам за счет увеличени энергии единичного удара.The purpose of the invention is to increase productivity when drilling over hard rocks by increasing the energy of a single blow.

Поставленна цель достигаетс тем, что в погружном пневмоударнике, содержащем корпус, размещенный в корпусе ударник, дел щий его полость на камеры рабочего и холостого ходов, корпус клапанной коробки с каналами дл впуска энергоносител в камеру рабочего хода, обратный клапан, впускной клапан и пружину, между корпусом клапанного узла и клапаном выполнен кольцевой дросселирующий канал дл периодического сообщени камеры рабочего хода с атмосферой через систему каналов, приThe goal is achieved by the fact that in a submersible pneumatic hammer containing a body, a drummer placed in the body, dividing its cavity into the chambers of the working and idle strokes, the body of the valve box with channels for injecting energy carrier into the working stroke chamber, check valve, inlet valve and spring, between the body of the valve assembly and the valve there is an annular throttling channel for periodically communicating the working chamber with the atmosphere through the channel system, with

этом впускной клапан подпружинен относительно корпуса клапанного узла.This intake valve is spring-loaded relative to the valve body.

Кольцевой дросселирующий канал необходим дл более четкой работы впускного 5 клапана.An annular throttling channel is necessary for more accurate operation of the intake valve 5.

Выполнение впускного клапана подпружиненным относительно корпуса клапанного узла позвол ет обеспечить поступление энергоносител в камеру рабочего хрда в 10 течение всего рабочего хода ударника до выхлопа, что значительно повышает среднее давление в рабочей камере и повышает энергию удара.Making the inlet valve spring-loaded relative to the valve block body allows the energy carrier to flow into the working chamber at 10 times throughout the working stroke of the striker to the exhaust, which significantly increases the average pressure in the working chamber and increases the impact energy.

На чертеже изображен погружной пнев15 моударник, разрез.The drawing shows the submersible pneumatic pump 15, section.

Пневмоударник включает в себ корпус 1, размещенный в корпусе ударник 2, дел щий полость корпуса 1 на камеры рабочего 3 и холостого 4 ходов, корпус клапанногоThe pneumatic hammer includes a housing 1, a hammer located in the housing 2, which divides the cavity of housing 1 into chambers of working 3 and idle 4 strokes, valve housing

20 узла 5 с каналом 6 между корпусом 1 и20 node 5 with channel 6 between housing 1 and

рабочим цилиндром 7, который вл етс воздухораспределительным устройством, обратный клапан 8, подпружиненный пружиной 9, впускной клапан 10, подпружинен25 ный пружиной 11 относительно корпуса клапанного узла 5. Между корпусом последнего и впускным клапаном 10 выполнен кольцевой дросселирующий канал 12, который периодически соедин ет камеру 3 рабо30 чего хода с атмосферой через каналы 13-16 и кольцевую проточку 17. Рабочий цилиндр 7 имеет впускные каналы 18, которые периодически перекрываютс впускным клапаном 10, и кольцевой выступ 19, на которыйworking cylinder 7, which is an air distribution device, check valve 8, spring-loaded spring 9, inlet valve 10, spring-loaded spring 11 relative to the valve block body 5. An annular throttling channel 12 is made between the body of the latter and the inlet valve 10, which periodically connects the chamber 3 operation of which moves with the atmosphere through the channels 13-16 and the annular groove 17. The working cylinder 7 has inlet channels 18, which are periodically blocked by the inlet valve 10, and an annular projection 19 on which

35 опираетс впускной клапан 10. В нижней части рабочего цилиндра 7 имеетс проточка 20. Ударник 2 имеет осевой канал 21 и радиальные каналы 22. В нижней части пневмоударника расположен клапан-труб40 ка 23, который крепитс в хвостовике 24. В верхнем переходнике 25 имеетс отверстие 26 дл впуска энергоносител . В корпусе клапан ногоузла 5 имеютс дополнительные радиальные каналы 27 дл продувки сква45 жины.35 an intake valve 10 is supported. In the lower part of the working cylinder 7 there is a groove 20. The drummer 2 has an axial channel 21 and radial channels 22. In the lower part of the hammer there is a valve pipe 40, which is fixed in the shank 24. In the upper adapter 25 there is an opening 26 for the intake of energy. In the valve housing of nodal assembly 5 there are additional radial channels 27 for purging the well 45.

Пневмоударник работает следующим образом.Hammer works as follows.

Во врем запуска пневмоударника ударник 2 находитс в камере 4 холостого хода. Энергоноситель поступает через отверстие 26 в верхнем переходнике 25 по каналам 6 клапанного узла 5 в затрубное пространство между корпусом 1 и рабочим цилиндром 7 и далее в камеру 4 холостого, хода. Ударник 2 начинает движение. При достижении последним конца клапана- трубки 23 происходит выхлоп из камеры 4 холостого хода, а ударник 2 движетс по инерции до проточки 17 в рабочем цилиндре 7. При этом камера 3рабочего хода сообща етс с атмосферой через дросселирующий канал 12 и каналы 13-16. После попадани выступа ударника 2 в проточку 17 происходит впуск энергоносител в камеру 3 рабочего хода, и впускной клапан 10 под действием давлени в камере 3 открывает впускные каналы 18 дл дополнительного впуска энергоносител . При этом впускной клапан 10 вступает во взаимодействие с вы- ступом на корпусе клапанного узла 5, и камера 3 рабочего хода становитс герметичной. Ударник 2 начинает обратное движение. При этом давление в камере 3 рабочего хода будет оставатьс практически равным сетевому до момента выхлопа, когда радиальные каналы 22 ударника 2 совмест тс с проточкой 20 в рабочем цилин-, дре 7 и выхлоп произойдет по осевому каналу 21 ударника 2. Произойдет удар по хвостовику 24, и цикл повторитс . Дл дополнительной продувки скважины служат каналы 27 в корпусе клапанного узла 5, по которым энергоноситель проходит по кольцевой проточке 17 и каналам 13-16. Если обратный клапан 8 находитс в верхнем положении , то продувка не происходит, такDuring the start of the hammer, the hammer 2 is in the idling chamber 4. The energy enters through the opening 26 in the upper adapter 25 through the channels 6 of the valve assembly 5 into the annulus between the housing 1 and the working cylinder 7 and further into the chamber 4 of idling. Drummer 2 begins to move. When the latter reaches the end of the valve tube 23, the exhaust from the chamber 4 is idled, and the hammer 2 moves by inertia to the groove 17 in the working cylinder 7. At the same time, the chamber 3 of the working stroke communicates with the atmosphere through the throttling channel 12 and channels 13-16. After the projection of the striker 2 enters the bore 17, the energy carrier enters the working stroke chamber 3, and the inlet valve 10 under the action of pressure in the chamber 3 opens the inlet channels 18 for additional energy carrier inlet. In this case, the inlet valve 10 interacts with the protrusion on the body of the valve assembly 5, and the working chamber 3 is sealed. Drummer 2 begins the reverse movement. The pressure in the chamber 3 of the stroke will remain almost equal to the network until the moment of exhaust, when the radial channels 22 of the striker 2 are aligned with the groove 20 in the working cylinder, 7 and the exhaust comes along the axial channel 21 of the striker 2. The shank 24 will hit and the cycle is repeated. For additional purging of the well are the channels 27 in the body of the valve assembly 5, through which the energy carrier passes through the annular groove 17 and the channels 13-16. If the check valve 8 is in the upper position, the purge does not occur, so

как радиальный канал в верхнем переходнике 25 перекрыт цилиндрической частью обратного клапана 8. Этот же клапан при отсутствии давлени в сети перекрывает радиальный канал в верхнем переходнике 25 и тем самым герметизирует камеру 3 рабочего хода.as the radial channel in the upper adapter 25 is blocked by the cylindrical part of the check valve 8. The same valve, in the absence of pressure in the network, closes the radial channel in the upper adapter 25 and thereby seals the working stroke chamber 3.

Конструкци такого пневмоударника позвол ет получить за счет увеличени энергии удара большую скорость бурени , что может составить значительный эконо- мический эффект, особенно в твердых породах .The design of such an impact hammer allows to obtain, by increasing the impact energy, a higher drilling rate, which can have a significant economic effect, especially in hard rocks.

Отсутствие отверсти в корпусе повышает его надежность и всего пневмоударника в целом. Кроме того, лучша очистка скважины от шлама за счет интенсивной продувки увеличивает также скорость бурени .The absence of a hole in the case increases its reliability and the entire hammer hammer as a whole. In addition, better cleaning of the well from sludge due to intensive blowing also increases the drilling rate.

Claims

Invention Formula

A submersible pneumatic hammer comprising a housing, a drummer placed in the housing, dividing its cavity into working and idling chambers, valve housing with channels for injecting energy carrier into the working stroke chamber, non-return valve, inlet valve, spring, characterized in that increasing productivity while drilling over hard rocks by increasing the energy of a single blow, an annular throttling channel is made between the valve block body and the inlet valve to periodically communicate the stroke chamber atmosphere via a system of channels, wherein the inlet valve is spring-loaded relative to the valve assembly housing.