SU926210A1 - Гидробур - Google Patents

Description

( ГИДРОБУР

Изобретение относитс  к технике бурени , а именно к гидравлическим забойным двигател м дл  бурени  скважин малого диаметра. Известен гидробур, содержащий корпус , поршень со штоком, приводной вал впускной и выхлопной клапаны, подшипниковый узел- СП. Наиболее, близким к предлагаемому по техническому решению  вл етс  гидробур , содержащий корпус, поршень, шток которого св зан с приводным ва-лом посредством винтовых нарезок, выхлопной клапан, взаимодействующий с поршнем и впускным клапаном, клапан, установленный в полости приводного вала, подшипниковый узел . Недостатком известных гидробуров  вл етс  то, что осевое усилие, развиваемое штоком, которое затем преобразуетс  в крут щий момент, определ етс  только частью площади поршн , т.е. гидробур относитс  к классу дифференциальных машин, а это приводит к снижению удельного крут щего момента на выходе, что уменьшает производительность механизма. Цель изобретени  - повышение крут щего момента гидробура. Указанна  цель достигаетс  тем, что клапан, установленный в полости приводного вала, выполнен подпружиненным , причем полость над клапаном гидравлически св зана с полост ми под поршнем и под штоком. На фиг. 1 показан гидробур, продольный разрез; на фиг. 2 - продолжение фиг. 1; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. k - разрез Б-Б на фиг. 2. Гидробур состоит из корпуса 1, в верхней части которого размещено распределительное устройство 2 с цилиндром 3. В средней части корпуса 1 расположен компенсатор реактивного момента t с пальцами 5 и роликами 6, а в нижней части - подшипниковый узел 39 В распределительном устройстве 2 выполнено отверстие 8 дл  присоединени бурильных труб, подвод щих рабочий агент, продольные каналы 9 и 10 дл  подами рабочего агента соответственн в верхнюю и нижнюю полости цилиндра 3, камера 11 высокого давлени  с каналом 12 дл  соединени  с нагнетательной линией и расположенным в ней по центру впускным двухсторонним кла паном 13 и камера 1 низкого давлени  с выхлопным окном 15 дл  отвода рабочего агента, с установленным в ней по центру выхлопным клапаном 16 с т гой 17 и пружиной 18. Внутри цилиндра 3 помещен поршень 19 со штоком 20 в полости которого установлены верхний 21 и нижний 22 ограничи тели с пружиной 23. На конце штока 2 жестко закреплен палец 24 с роликами 25, св занными с винтовой нарезкой 26приводного вала 27 имеющего выхлопное осевое отверстие 28. В полос ти приводного вала 27 по оси установ лен выхлопной клапан 29 с пружиной 30, причем полость над клапаном гидравлически св зана с полост ми под поршнем 19 и под штоком 20. Гидробур работает следующим образом .. Рабочий агент (вода, глинистый раствор) по каналам 8 и 12 распределительного устройства 2 заполн ет ка меру 11 высокого давлени  и далее верхнюю полость цилиндра 3, вызыва  опускание поршн  1-9 со штоком 20 и пальцем 2k с роликами 25 вниз. Ролики 25, взаимодейству  с винтовой нарезкой 2б, заставл ют приводной вал 27вращатьс . Реактивный крут щий момент через ролики 6 и пальцы 5 воспринимаетс  корпусом 1. В это вре м  отработанный рабочий агент из ниж ней полости цилиндра 3 вытесн етс  через осевое отверстие 28 приводного вала 27 на забой. На всем прот жении хода поршн  9 вниз клапаны 13 и 16 удерживаютс  в верхнем положении за счет разности давлени  рабочего агента снизу и све ху клапана, обеспечивающего их самоуплотнение , так как канал 10 распределительного устройства 2, перекрываемый клапаном, св зывает камеру высокого 11 давлени  с нижней полость цилиндра 3, имеющей низкое давление, а канал 12 - нагнетательной линией. О4 На выхлопной клапан 16 действие сил аналогичное. Когда поршень 19 дойдет до нижнего положени , нижний ограничитель 22 упретс  в гловку т ги 17, и пружина 23 начинает сжиматьс , поскольку система клапановудерживаетс  давлением жидкости на выхлопной клапан 16. При сжатии пружины 23 на заданную величину, шток 20 перемещает выхлопной клапан 29 вниз и перекрывает выхлопное осевое отверстие 28. Давление жидкости в цилиндре 3 становитс  одинаковым, и поршень останавливаетс , а пружина 23 разжимаетс  и перемещает выхлопной 16 и впускной 13 клапана вниз. При этом открываетс  выхлопное окно 15 и впускной продольный канал 10. При нижнем положении клапанов, рабочий агент по каналу 12 заполн ет камеру 11 высокого давлени  и далее по каналу 10, кольцевому зазору между корпусом 1 и цилиндром 3 поступает в нижнюю полость цилиндра, вызыва  подъем поршн  19 со штоком 20 и пальцем 2k с роликом 25 вверх. Ролики 25, взаимодейству  с винтовой нарезкой 26, заставл ют приводной вал 27 вращатьс , а реактивный момент через ролики 6 и пальцы 5 воспринимаетс  корпусом 1. При этом, из-за отсутстви  уплотнени  штока, рабоча  площадь равна площади поршн  и одинакова при ходе вниз и вверх. На всем прот жении хода поршн  18 вниз клапан удерживаетс  в нижнем положении за счет разности давлени  рабочего агента сверху и снизу клапана, обеспечивающего его самоуплотнение, так как канал 9 распределительного устройства 2 св зывает камеру высокого давлени  с верхней полостью цилиндра, имеющей низкое давление, а канал 12 - с нагнетательной линией. На выхлопной клапан 29 действие сил - аналогичное. В это врем  отработанный рабочий агент из верхней полости цилиндра 3 вытесн етс  через камеру 14 низкого авлени  и выхлопное окно 15 в скваину . В верхней точке реверса верхний ограничитель 21 упираетс  в хвостовик выхлопного клапана 16, и при дальнейшем движении вверх;, начинает сжиматьс  пружина 23 .до момента соударени  с нижним ограничителем 22. Сила соударени  ограничителей 21 и 22 5926 и сжатие пружины 23 вызывает перестановку клапанов 13 и 16 в исходное положение. В момент перестановки клапанов образуетс  сбратна  гидроударна  волна пониженного давлени , поэтому давление жидкости в нижней полости цилиндра 3 становитс  меньше рабочего; и выхлопной клапан 29 силой сжатой пружины 30 перемещаетс  вверх и открывает выхлопное осевое отверстие 28. Поршень 19 начинает совершать ход вниз, и цикл повтор етс . Применение предлагаемого гидробура позволит повысить производительность бурени  на 20% по сравнению с известным , за счет повышени  удельного крут щего момента на единицу диаметра повысить надежность и увеличить срок службы путем применени  самоуплотн ющихс  клапанов; а также обеспечить бурение геологоразведочных скважин малого диаметра (например ф 59 мм) изза возможности разработки конструкции гидробура соответствующего диаметра. Формула изобретени  Гидробур, содержащий корпус, поршень , шток которого св зан с приводным валом посредством винтовых нарезок , выхлопной клапан, взаимодействующий с поршнем и впускным клапаном , клапан, установленный в полости приводного вала, подшипниковый узел, от 1ичающийс  тем, что, с целью повышени  крут щего момента, клапан, установленный в полости приводного вала, выполнен подпружиненным , причем полость над клапаном гидравлически св зана с полост ми под поршнем и под штоком. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2357690/03, кл. Е 21 В /02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 788870, кл. Е 21 В 4/02, 1979 (прототип).

L

20 А-А

27

Фиг Л

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Гидробур, содержащий корпус, поршень , шток которого связан с приводным валом посредством винтовых нарезок, выхлопной клапан, взаимодействующий с поршнем и впускным клапаном, клапан, установленный в полости приводного вала, подшипниковый узел, отличающийся тем, что, с целью повышения крутящего момента, клапан, установленный в полости приводного вала, выполнен подпружиненным, причем полость над клапаном гид равлически связана с полостями под поршнем и под штоком.