SU964130A1

SU964130A1 - Submersible pneumatic percussive tool

Info

Publication number: SU964130A1
Application number: SU803219595A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Васильевич Белоусов
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1980-12-18
Publication date: 1982-10-07

Description

(54) ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК(54) SUBMERGED PNEUMATIC DUMP

1one

Изобретение относитс к горным машинам и может быть применено дл бурени скважин.The invention relates to mining machines and can be used for drilling wells.

Известен серийно выпускаемый погружной пневмоударник, включающий цилиндр, ударник, распределительное устройство и буровую коронку 1.Known commercially available submersible pneumatic hammer, comprising a cylinder, a hammer, a switchgear and a drill bit 1.

Недостатком этого пневмоударника вл етс то, что в его конструкции не предусмотрена установка обратного клапана. Поэтому при бурении нисход щих глубоких скважин в сильно обводненных породах пневмоударником после прекращени подачи энергоносител по стану щтанг и выключени пневмоударника вода из затрубного пространства скважины вместе со шламом может проникать через выхлопные окна и распределительные каналы пневмоударника во внутреннюю полость буровых штанг. При этом происходит осаждение частиц шлама внутри пневмоударника и в буровых штангах, что снижает их надежность , вызывает быстрый износ и отказы в работе.The disadvantage of this hammer is that its design does not provide for the installation of a check valve. Therefore, when drilling downhole deep wells in heavily watered rocks with a pneumatic hammer after stopping the supply of energy through the shtang mill and turning off the pneumatic hammer, water from the annulus of the well together with the sludge can penetrate through the pneumatic hammer into the internal cavity of the drill rods. When this occurs, the deposition of sludge particles inside the hammer and in the drill rods, which reduces their reliability, causing rapid wear and failures in the work.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс погружной пневмоударник , содержащий цилиндр с радиальными каналами, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещени под действием энергоносител , подаваемого в 5 рабочие камеры через распределительное устройство, установлен ударник, подпружиненный стакан с глухим дном, с цилиндрическим буртиком, радиальными каналами и клапаном, используемым одновременно но в качестве водоотражательного конуса, установленного навстречу потоку энергоносител в отверстие стакана 2.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a submersible pneumatic hammer containing a cylinder with radial channels, in which the drummer, a spring-loaded glass with a deaf bottom, is installed with the possibility of reciprocating under the action of an energy carrier supplied to 5 working chambers through a switchgear , with a cylindrical collar, radial channels and a valve, used at the same time but as a water-reflecting cone, installed in the opposite direction to current energy to cup opening 2.

Недостатком этого пневмоударника вл етс сложность конструкции стакана с установленным в его отверстии обратным 5 клапаном. Энергоноситель при входе во внутреннюю полость стакана и выходе из нее в полость распределительного устройства дважды резко мен ет направление движени , что увеличивает потери напора. 20 Кроме того, при выключении пневмоударника и перекрытии обратным клапаном отверсти переходника создаетс замкнутый воздущный объем на небольшом участке от обратного клапана до разр дныхThe disadvantage of this hammer is the complexity of the design of the glass with a check valve 5 installed in its opening. Energy at the entrance to the internal cavity of the glass and exit from it into the cavity of the distribution device twice sharply changes the direction of motion, which increases the pressure loss. 20 In addition, when the hammer is turned off and the adapter hole is blocked by a non-return valve, a closed air volume is created in a small area from the non-return valve to the discharge

радиальных каналов в цилиндре. Внутренн же полость пневмоударника ниже радиальных отверстий в цилиндре при этом заполн етс водой из затрубного пространства через посадочный зазор между цилиндром и стаканом, а также через выхлопные окна пневмоударника. Вместе с водой из затрубного пространства скважины в пневмоударник попадают абразивные частицы, что снижает его эксплуатационную надежность .radial channels in the cylinder. At the same time, the internal cavity of the pneumatic impactor below the radial holes in the cylinder is filled with water from the annulus through the mounting gap between the cylinder and the glass, as well as through the exhaust ports of the pneumatic impactor. Together with water, abrasive particles get into the pneumatic impact space from the annulus of the well, which reduces its operational reliability.

Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности путем ликвидации проникновени частиц шлама и воды из затрубного пространства во внутреннюю полость пневмоударника.The purpose of the invention is to increase the operational reliability by eliminating the penetration of sludge particles and water from the annulus into the internal cavity of a pneumatic hammer.

Указанна цель достигаетс тем, что клапан установлен на глухом торце стакана , а на боковой поверхности цилиндрического буртика и на стакане между радиальными каналами цилиндра и стакана выполнены канавки, в которых установлены уплотнительные эластичные кольца, причем внутри цилиндра выполнены местные углублени и направл юш,ие мосты.This goal is achieved by the fact that the valve is installed on the blind end of the glass, and on the lateral surface of the cylindrical collar and on the glass between the radial channels of the cylinder and the glass there are grooves in which sealing elastic rings are installed, and local recesses and bridges are inside the cylinder. .

На фиг. 1 показан погружной пневмоцилиндр , продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a submersible pneumatic cylinder, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

В разъемном цилиндре 1 размещены ударник , 2, воздухораспределительна трубка 3, стакан 4, выполненный с глухим дном, обращенным в полость 5 распределительного устройства.In the split cylinder 1 there is a drummer, 2, an air distribution tube 3, a cup 4, made with a blind bottom, facing the cavity 5 of the distributor.

Клапан 6 установлен на глухом торце стакана и закреплен стопорной гайкой 7. Стакан 4 снабжен цилиндрическим буртиком 8, раздел ющим кольцевую полость между цилиндром и стаканом на водосборную камеру 9 и камеру 10 пониженного давлени , которые периодически сообщаютс между собой через калиброванные каналы 11 и местные углублени 12, выполненные в цилиндре 1. В камере 10 пониженного давлени размещена пружина 13, дл ограничени деформации которой в цилиндре выполнен опорный по сок 14. Дл сообщени камеры пониженного давлени с окружающим пространством на стакане 4 выполнена проточка 15, а в цилиндре - радиальные каналы 16. На боковой поверхности стакана выполнена канавка 17, в которой установлено уплотнительное эластичное кольцо 18, а на цилиндрическом буртике стакана также выполнена канавка 19, в которой установлено эластичное кольцо 20. Дл центрировани кольца 20 в цилиндре образованы направл ющие мосты 21. Бурова штанга 22 присоединена к цилиндру 1. Дл периодического сообщени внутренней полости стакана 4 с полостью 5 распределительного устройства вбл«зи глухого дна выполнены радиальные каналы 23.The valve 6 is mounted on the blind end of the glass and secured with a lock nut 7. The glass 4 is provided with a cylindrical collar 8 that separates the annular cavity between the cylinder and the glass into the collection chamber 9 and the reduced pressure chamber 10, which periodically communicate with each other through calibrated channels 11 and local recesses 12, made in cylinder 1. A spring 13 is placed in the reduced pressure chamber 10, to limit the deformation of which a support post 14 is made in the cylinder. To communicate the reduced pressure chamber with the ambient air The groove 15 is made on the glass 4, and the radial channels 16 are in the cylinder. A groove 17 is made on the side surface of the glass, in which a sealing elastic ring 18 is installed, and on the cylindrical bead of the glass there is also a groove 19, in which an elastic ring 20 is installed. centering the ring 20 in the cylinder, guide bridges 21 are formed. Drill rod 22 is connected to cylinder 1. To periodically communicate the internal cavity of the cup 4 with the cavity 5 of the distributor in the "bottom bottom" radial channels 23.

Пневмоударник работает сле.цующим образом .Hammer works following.

При подаче воздущно-вод ной смеси по буровой штанге 22 стакан 4 вместе с клапаном 6 начинает перемещатьс и сжимать пружину 13. При этом проточка 15When supplying the air-water mixture along the drill rod 22, the cup 4, together with the valve 6, begins to move and compress the spring 13. In this case, the groove 15

открывает разр дные радиальные каналы 16 и камера пониженного давлени 10 сообщитс с окружающим пространством. При дальнейшем движении стакана радиальные каналы 23 открываютс в распределительную полость 5, обеспечива подачу энергоносител в распределительную трубку 3. При этом перемещение стакана ограничиваетс опорным по ском 14. Под действием энергоносител , поступающего в рабочие камеры пневмоударника через трубку 3,opens the discharge radial channels 16 and the reduced pressure chamber 10 communicates with the surrounding space. Upon further movement of the cup, the radial channels 23 open into the distribution cavity 5, ensuring the supply of energy carrier to the distribution tube 3. At the same time, the movement of the cup is limited to support 14, under the action of the energy carrier entering the working chambers of the air hammer through the tube 3,

, ударник 2 совершает возвратно-поступательное движение и наносит удары по инструменту ., drummer 2 reciprocates and strikes the tool.

При движении воздущно-вод ной смеси по каналу буровой щтанги 22 вследствие вращени бурового става и трени о стенки канала штанги частицы воды концентрируютс в периферийной части потока и собираютс в нижней части водосборной камеры 9, откуда через калиброванные глухие каналы 11, местные углублени 12, камеру 10 пониженного давлени , проточку 15 и разр дные каналы 16 вода удал етс в затрубное пространство и обеспечивает пылеподавление.As the air-water mixture moves along the shank 22 canal due to rotation of the drill rod and friction against the boom channel walls, water particles are concentrated in the peripheral part of the flow and collected in the lower part of the catchment chamber 9, from where through the calibrated blind canals 11, local recesses 12, the chamber 10 reduced pressure, bore 15 and discharge channels 16 water is removed into the annulus and provides dust suppression.

Концентраци воды в потоке энергоносител , поступающего через радиальные каналы 23, полость 5 и трубку 3 в рабочие камеры пневмоударника, резко понижаетс . Это улучщает наполнение камер и способствует повышению энергии удара и мощности .The concentration of water in the energy carrier stream flowing through the radial channels 23, the cavity 5 and the tube 3 into the working chambers of the air hammer is sharply reduced. This improves the filling of the chambers and contributes to an increase in impact energy and power.

При остановке процесса бурени подачаWhen stopping the process of drilling

5 воз душ но-вод ной смеси прекращаетс , давление в центральном канале стакана 4 и над буртиком 6 падает, и пружина 13 перемещает стакан 4 вместе с клапаном 6 до упора последнего в торец разъемного цилиндра. При этом направл ющие мосты 21 удерживают уплотнительное кольцо 20 в канавке 19 при входе его в гладкую часть цилиндра 1 выще местных углублений 12.5, the air flow is stopped, the pressure in the central channel of the cup 4 and drops over the shoulder 6, and the spring 13 moves the cup 4 together with the valve 6 until the latter stops against the end of the split cylinder. At the same time, the guide bridges 21 hold the sealing ring 20 in the groove 19 as it enters the smooth part of the cylinder 1 above the local recesses 12.

Выполнение клапана b в виде пластинча- 5 того кольца и установка его на глухом торце стакана 4 позвол ет при выключении пневмоударника создать замкнутый воздушный объем в цилиндре 1, а выполнение на боковой поверхности буртика 8 и стакана 4 канавок 19 и 17 и установка в них уплотнительных эластичных колец 20 и 18 преп тствует проникновению воды со шламом из затрубного пространства через зазоры посадок во внутреннюю полость стакана и в буровые штанги. Такое исполнение погружного пней5 моударника полностью защитит внутреннюю его полость от проникновени частиц шлама и воды из затрубного пространства, а также упростит конструкцию стакана 4, который снабжен только одним р дом радиMaking valve b in the form of a plate ring 5 and installing it on the blind end of the glass 4 allows, when the hammer is turned off, to create a closed air volume in the cylinder 1, and making the grooves 19 and 17 on the side surface of the shoulder 8 and the glass 4 elastic rings 20 and 18 prevents the penetration of water with sludge from the annulus through the gaps of the landings into the internal cavity of the glass and into the drill rods. Such a design of the immersion submersion will fully protect its internal cavity from the penetration of sludge particles and water from the annulus, and also simplify the design of the cup 4, which is equipped only for one

Claims

Claim

A submersible hammer containing a cylinder, in which, with the possibility of reciprocating movement under the influence of an energy carrier supplied to the working chambers through a switchgear, a hammer, a spring-loaded cup with a blind bottom, with a cylindrical shoulder, radial channels for periodic communication of the inner cavity of the cup with a cavity is installed switchgear and valve, characterized in that, with the aim of increasing its operational reliability by eliminating the penetration of sludge particles and water from the annulus into the internal cavity of the hammer, the valve is installed on the blind end of the glass, and grooves are made on the lateral surface of the cylindrical collar and on the glass between the radial channels of the cylinder and the glass, and elastic sealing rings are installed inside the cylinder and guide bridges.