Гідроударник

Гідроударник, який містить перехідник з впускним отвором, корпус з верхнім та нижнім ковад 3 84158 ударник, використовуються для виконання роботи по руйнуванню гірських порід. Хвостовик приводить у дію насосний блок, який під час ходу поршня вгору всмоктує рідину з вибою, а під час ходу поршня вниз викидає рідину в свердловину, що забезпечує зворотне промивання вибою. Ознаки найближчого аналогу, які збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється: гідроударник, який містить перехідник з впускним отвором, корпус з верхнім та нижнім ковадлами, клапанну коробку з нагнітальними каналами і впускним клапаном, з'єднану з циліндром, в якому розміщений поршень, зв'язаний штоком з бойком, випускний клапан, встановлений в осьовій проточці поршня і з'єднаний з впускним клапаном штовхачем, та вихлопні канали, зв'язані з випускним отвором. Цей гідроударник має недолік, який полягає в тому, що при його застосуванні можливо тільки зворотне промивання вибою свердловини, тому що відпрацьована рідина викидається з гідроударника значно вище вибою. А це дозволяє застосовувати цей гідроударник лише при колонковому бурінні, коли шлам збирається в колонковій трубі. При безкерновому бурінні використання гідроударника неможливо, тому що зруйнована порода не виноситься з вибою свердловини, а в цьому випадку вибій свердловини зашламується і, як наслідок, виникне аварія. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення гідроударника, в якому, за рахунок зв'язку вихлопних каналів з вибоєм забезпечується використання відпрацьованої в гідроударнику рідини для промивання вибою свердловини під час буріння, що дозволяє додатково застосовувати гідроударник при безкерновому бурінні. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому гідроударнику, який містить перехідник з впускним отвором, корпус з верхнім та нижнім ковадлами, клапанну коробку з нагнітальними каналами і впускним клапаном, з'єднану з циліндром, в якому розміщений поршень, зв'язаний штоком з бойком, випускний клапан, встановлений в осьовій проточці поршня і з'єднаний з впускним клапаном штовхачем, та ви хлопні канали, зв'язані з випускним отвором, відповідно до винаходу, в зазорі між штоком та верхнім ковадлом встановлене ущільнення, вихлопні канали виконані у випускному клапані і зв'язані з випускним отвором каналами для відводу рідини у бойку та нижньому ковадлі, при цьому у нагнітальних каналах клапанної коробки, з можливістю з'єднання з впускним отвором, виконані бічні отвори, що перекриті золотниковою втулкою, яка з'єднана з перехідником, виконаним з можливістю осьового переміщення. Запропоновані ознаки дозволяють забезпечити використання відпрацьованої в гідроударнику рідини для промивання вибою свердловини під час буріння. Зазначені ознаки складають суть винаходу, тому що є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату - забезпечується додаткове застосування гідроударника при безкерновому бурінні. 4 Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показаний загальний вид гідроударника, на Фіг.2 - гідроударник під час спуску в свердловину, а на Фіг.3 - гідроударник під час буріння. До складу гідроударника входить перехідник 1 з впускним отвором 2 та повздовжнім пазом 3. Перехідник 1 з'єднаний із золотниковою втулкою 4 з отворами 5. Він розміщений у втулці 6, в якій встановлені пальці 7. Втулка 6 з'єднана корпусом 8 з верхнім та нижнім ковадлами 9 і 10. У нижньому ковадлі 10 виконані випускний отвір 11 та канал 12 для відводу рідини. До верхнього ковадла 9 приєднаний циліндр 13, в верхній частині якого встановлена клапанна коробка 14 з нагнітальними каналами 15 і бічними отворами 16, які перекриті золотниковою втулкою 4. В клапанній коробці 14 також розміщений впускний клапан 17. Всередині циліндра 13 розміщений поршень 18, в осьовій проточці якого встановлений випускний клапан 19 з штовхачем 20, вихлопними каналами 21 та осьовим отвором 22. Поршень 18 з'єднаний штоком 23 з бойком 24, який має канал 25 для відводу рідини. Випускний клапан 19 має упор 26 і канал 27. Випускний клапан 19 підпружинений відносно поршня 18 пружиною 28. Палець 29 встановлений в пазах 30, які виконані у випускному клапані 19. В зазорі між штоком 23 і верхнім ковадлом 9 встановлене ущільнення 31. Гідроударник працює таким чином. Він включається до складу бурового снаряду, де встановлюється над долотом (не показано), і спускається в свердловину, при цьому під дією власної ваги гідроударника, перехідник 1 займає верхнє положення відносно втулки 6. Золотникова втулка 4 переміщується відносно клапанної коробки 14 і бічні отвори 16 відкриваються. При цьому рідина рухається від джерела тиску і через впускний отвір 2 проходить до внутрішньої порожнини золотникової втулки 4. Через отвори 5 рідина виходить до кільцевого зазору між корпусом 8 та циліндром 13, а потім через бічні отвори 16 і нагнітальні канали 15 рідина попадає у надпоршневу порожнину циліндра 13 і далі, через вихлопні канали 21 та осьовий отвір 22 у випускному клапані 19 та через канал 25 для відводу рідини, проходить до кільцевого зазору між бойком 24 та корпусом 8. Потім через канал 12 для відводу рідини у нижньому ковадлі 10 і випускний отвір 11 рідина проходить на вибій свердловини. Після встановлення бурового снаряду на вибій, під дією осьового навантаження перехідник 1 займає нижнє положення відносно втулки 6. При цьому золотникова втулка 4 перекриває бічні отвори 16, рух рідини у гідроударнику змінюється, і він включається в роботу. Із кільцевого зазору між корпусом 8 та циліндром 13 рідина проходить до підпоршневої порожнини циліндра 13, яка ущільненням 31 ізольована від кільцевої зазору між бойком 24 та корпусом 8. При цьому впускний клапан 17 закритий, а вихлопні канали 21 відкриті. Під дією тиску рідини у підпоршневій порожнині циліндра 13 поршень 18 починає рухатись вгору, при цьому випускний клапан 19 штовхачем 20 спирається на впускний клапан 17 і залишається на місці, що приводить до стискання пружини 28. Рідина 5 84158 з надпоршневої порожнини циліндру 13 через вихлопні канали 21, осьовий отвір 22 та канал 25 для відводу рідини проходить до кільцевого зазору між корпусом 8 та бойком 24, а потім через канал 12 для відводу рідини та випускний отвір 11 у нижньому ковадлі 10 рідина проходить на вибій свердловини. Поршень 18 продовжує свій рух і наносить удар по упору 26 на випускному клапані 19. При цьому, за рахунок енергії удару і під дією зусилля пружини 28, яке передається штовхачем 20, впускний клапан 17 відкривається. Поршень 18 продовжує свій рух за інерцією, а випускний клапан 19 під дією пружини 28 перекриває вихлопні канали 21. При цьому канал 27 не дозволяє утворитися гідравлічній подушці над випускним клапаном 19, яка може завадити його руху. Бойок 24, який з'єднаний з поршнем 18 штоком 23, рухається разом з поршнем 18 і наносить удар по верхньому ковадлу 9. Тиск у надпоршневій та підпоршневих порожнинах циліндру 13 стає однаковим, але, за рахунок того, що площа поршня 18 зверху більша ніж його площа знизу, виникає сила, яка примушує рухатись поршень 18 вниз. При цьому рідина про 6 ходить до надпоршневої порожнини циліндру 13 через відкритий впускний клапан 17 і нагнітальні канали 15 у клапанній коробці 14. Поршень 18 рухається вниз, а випускний клапан 19 залишається закритим до того часу, коли палець 29 нанесе удар по нижній частині пазу 30. Тоді випускний клапан 19 відірветься від клапанної коробки 14 і стане рухатись вниз. При цьому відкриваються вихлопні канали 21, а впускний клапан 17 закривається. Поршень 18 продовжує свій рух за інерцією і бойок 24 наносить удар по нижньому ковадлу 10. Енергія удару передається на вибій і руйнує породу. Далі цикл роботи гідроударника повторюється. При бурінні осьове зусилля та обертальний момент передається на вибій через перехідник 1, пази 3, пальці 7 і втулку 6 на корпус 8 і нижнє ковадло 10. Застосування запропонованого винаходу дозволяє додатково застосовувати гідроударник при безкерновому бурінні за рахунок зв'язку вихлопних каналів з вибоєм, чим забезпечується використання відпрацьованої в гідроударнику рідини для промивання вибою свердловини під час буріння. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84158 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601