close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

погружной гидроударник

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 300 618
(13)
C1
(51) МПК
E21B 4/14
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006100970/03, 10.01.2006
(72) Автор(ы):
Тимонин Владимир Владимирович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
10.01.2006
(73) Патентообладатель(и):
Институт горного дела Сибирского отделени Российской академии наук (RU)
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
R U
Адрес дл переписки:
630091, г.Новосибирск, Красный пр-кт, 54, ИГД
СО РАН
2 3 0 0 6 1 8
гильзу,
ступенчатый
ударник
с
головкой,
раздел ющей полость гильзы на камеры пр мого и
обратного хода, и распределительную систему со
ступенчатым питающе-разр дным клапаном,
установленным на штоке и образующим с гильзой
торцевую питающую щель, а со штоком разр дный канал. Рабочие площади S пр.х. и Sоб.х.
ударника со стороны камер пр мого и обратного
хода соответственно, площадь Sзакр. верхнего
торца
питающе-разр дного
клапана
и
площадь Sразр. разр дного канала удовлетвор ют
установленным соотношени м. 2 ил.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к буровой технике, а
именно к погружным буровым устройствам с
объемным
гидроприводом
дл ударновращательного бурени скважин, и может найти
применение в геологоразведке, гидрогеологии и
горной промышленности. Техническим результатом
вл етс повышение надежности работы машины
за счет обеспечени ее устойчивой работы в
широком
диапазоне
давлений
путем
предотвращени преждевременного срабатывани питающе-разр дного
клапана.
Погружной
гидроударник включает размещенную в корпусе
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ПОГРУЖНОЙ ГИДРОУДАРНИК
2 3 0 0 6 1 8
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2230873 C1, 20.06.2004. SU 332211
A, 14.03.1972. RU 2097520 C1, 10.05.1996. RU
2109906 C1, 27.04.1998. RU 2166056 C1,
27.04.2001.
C 1
C 1
2 3 0 0 6 1 8
2 3 0 0 6 1 8
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 618
(13)
C1
(51) Int. Cl.
E21B 4/14
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006100970/03, 10.01.2006
(72) Inventor(s):
Timonin Vladimir Vladimirovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 10.01.2006
(73) Proprietor(s):
Institut gornogo dela Sibirskogo otdelenija
Rossijskoj akademii nauk (RU)
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
R U
Mail address:
630091, g.Novosibirsk, Krasnyj pr-kt, 54, IGD
SO RAN
C 1
2 3 0 0 6 1 8
R U
Страница: 3
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: well drilling equipment, particularly
submersible drilling devices provided with fluid
power drive for rotary-percussion well drilling
to be used in geological survey, hydrogeology and
mining industry.
SUBSTANCE: submersible hydraulic hammer
comprises shell arranged in the body, stepped
percussion means with head, which divides shell
interior
into
straight
and
reverse
stroke
chambers and distribution system with stepped
supply-and-discharge valve arranged on rod. The
stepped supply-and-discharge valve defines end
supply slot along with the shell and creates
discharge channel along with the rod. Working
areas Sst and Sre of percussion means from
straight and reverse stroke chamber sides, area Scl
of upper supply-and-discharge valve end and
discharge channel area S dis obey predetermined
relations.
EFFECT: increased operational reliability due
to increased stability of device operation in
wide pressure range due to prevention of untimely
supply-and-discharge valve activation.
2 dwg
2 3 0 0 6 1 8
(54) SUBMERSIBLE HYDRAULIC HAMMER
RU 2 300 618 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к буровой технике, а именно к погружным буровым устройствам
с объемным гидроприводом дл ударно-вращательного бурени скважин, и может найти
применение в геологоразведке, гидрогеологии и горной промышленности.
Известна погружна гидроударна бурова машина по патенту РФ №2166056, кл. Е 21 В
4/14, опубл. в БИ №12, 2001 г., включающа корпус, переходник, ударник и наковальню,
имеющие центральный сливной тракт, и распределительную систему с питающеразр дным клапаном и штоком с центральным разр дным каналом, при этом в верхней
части корпуса, со стороны переходника, установлена гильза с подпружиненным поршнем,
раздел ющие внутреннюю полость корпуса на напорную и аккумул торную камеры,
последн из которых посто нно соединена со сливным трактом через центральный
разр дный канал штока.
Недостатком этой машины вл етс ее ненадежность из-за неустойчивой работы на
больших давлени х энергоносител в результате преждевременного закрыти питающеразр дного клапана на пр мом ходе ударника вследствие большой площади его верхнего
торца.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков
вл етс погружной гидроударник по патенту РФ №2230873, кл. Е 21 В 4/14, опубл. в БИ
№17, 2004 г., включающий размещенные в корпусе гильзу, ступенчатый ударник с головкой
и штоком и наковальню, имеющие общий сливной тракт, распределительную систему с
питающе-разр дным клапаном и аккумул тор, состо щий из пружины и поршн ,
раздел ющего полость корпуса на напорную и аккумул торную камеры, последн из
которых посто нно соединена с общим сливным трактом. При этом аккумул тор размещен
в корпусе в штоковой зоне ступенчатого ударника под гильзой.
Недостатком данного погружного гидроударника вл етс преждевременное открытие
питающе-разр дного клапана при обратном ходе ударника из-за малой площади его
верхнего торца и, как следствие, невозможность устойчивой работы в широком диапазоне
давлений, что снижает надежность работы машины.
Техническа задача - повышение надежности работы машины за счет обеспечени ее
устойчивой работы в широком диапазоне давлений путем предотвращени преждевременного срабатывани питающе-разр дного клапана.
Поставленна задача решаетс тем, что в погружном гидроударнике, включающем
размещенную в корпусе гильзу, ступенчатый ударник с головкой, раздел ющей полость
гильзы на камеры пр мого и обратного хода, и распределительную систему со ступенчатым
питающе-разр дным клапаном, установленным на штоке и образующим с гильзой
торцевую питающую щель, а со штоком - разр дный канал, согласно изобретению рабочие
площади Sпр.х. и Sоб.x. ударника со стороны камер пр мого и обратного хода
соответственно, площадь Sзакр. верхнего торца клапана и площадь Sразр. разр дного
канала удовлетвор ют соотношени м:
при этом
где k - коэффициент, определ емый из соотношени 1,2<k<1,8.
Данные соотношени получены из допустимого противодавлени в камере пр мого хода
при вытеснении жидкости через разр дный канал при обратном ходе ударника, которое в
свою очередь зависит от площади Sзакр. верхнего торца питающе-разр дного клапана,
работающего на его закрытие. Машина, известные площади которой удовлетвор ют
данным соотношени м, не имеет сбоев в работе указанного клапана, что позвол ет ей
устойчиво работать в широком диапазоне давлений, обеспечива тем самым высокую
надежность. При k>1,8 и Sзакр./Sразр.>5,0 будет происходить преждевременное открытие
питающе-разр дного клапана при обратном ходе ударника, при k<1,2 и Sзакр./Sразр.<4,0
может наблюдатьс преждевременное закрытие питающе-разр дного клапана при пр мом
ходе ударника.
Сущность технического решени по сн етс примером конкретного исполнени и фиг.1,
Страница: 4
DE
RU 2 300 618 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2, где на фиг.1 показан общий вид погружного гидроударника, продольный разрез; на
фиг.2 - узел А на фиг.1 (в увеличенном масштабе): лева половина - питающе-разр дный
клапан в положении питани камеры рабочего хода, права половина - питающеразр дный клапан в положении разр дки камеры рабочего хода при обратном ходе
ударника.
Погружной гидроударник (фиг.1, 2) состоит из размещенных в корпусе 1 гильзы 2,
имеющей напорные пазы 3, окна 4 и командные пазы 5, переходника 6 с напорными
каналами 7 и штоком 8, имеющим осевой канал 9 и отверсти 10, ступенчатого ударника
11, имеющего рабочие площади Sпр.x. со стороны камеры 12 пр мого хода и Sоб.х. со
стороны камеры 13 обратного хода, с головкой 14, раздел ющей полость гильзы 2 на
камеру 12 пр мого хода и камеру 13 обратного хода и имеющей торцевой выступ 15,
штоком 16 и общим сливным трактом 17. Распределительна система погружного
гидроударника представл ет собой установленный на штоке 8 питающе-разр дный клапан
18 (далее - клапан 18), имеющий площадь Sзакр. верхнего торца на закрытие и образующий
периодически с гильзой 2 торцевую питающую щель 19, а со штоком 8 - разр дный канал,
включающий продольный канал 20 и торцевую щель 21 и имеющий площадь Sразр.. В
головной части корпуса 1 закреплена подвижно по оси наковальн 22, имеюща общий со
ступенчатым ударником 11 сливной тракт 17.
Погружной гидроударник работает следующим образом. Рабоча жидкость из
магистрали через напорные каналы 7 переходника 6 поступает в полость корпуса 1 и
через напорные пазы 3 и окна 4 гильзы 2 в камеру 13 обратного хода. Ударник 11
начинает движение вверх, соверша обратный ход. Скорость ударника 11 на обратном
ходу определ етс предлагаемыми соотношени ми (1, 2) рабочих площадей Sпр.x. и Sоб.x.
ударника 11 со стороны камер 12 и 13 пр мого и обратного хода соответственно, площади
Sзакр. верхнего торца клапана 18 и площади Sзакр. разр дного канала. Если это
соотношение не соблюсти, скорость ударника 11 будет высокой, и рабоча жидкость не
будет успевать вытесн тьс из камеры 12 пр мого хода, в ней возрастет давление, что
может привести к преждевременному открытию клапана 18. В это врем камера 12 пр мого
хода через общий сливной тракт 17 соединена с затрубным пространством. По мере
перемещени ударника 11 общий сливной тракт 17 перекрываетс нижним торцом штока 8,
но камера 12 пр мого хода продолжает сообщатьс с затрубным пространством через
продольный канал 20, торцевую щель 21, отверсти 10 и осевой канал 9. В камере 12
пр мого хода возрастает противодавление из-за уменьшени проходного сечени жидкости
до Sразр. и возникновени дополнительных местных сопротивлений на пути рабочей
жидкости. Это может привести к перекидке клапана 18 вверх в положение «питание» и к
прекращению обратного хода из-за несоответстви площадей предлагаемым
соотношени м (1, 2) вследствие того, что сила, действующа на нижний торец клапана 18
со стороны камеры 12 пр мого хода, превысит силу, удерживающую его в нижнем
положении, обусловленную действием магистрального давлени рабочей жидкости на
площадь Sзакр. клапана 18. В конце обратного хода ударник 11 входит своей головкой 14
в зону командных пазов 5 гильзы 2, и рабоча жидкость под магистральным давлением из
камеры 13 обратного хода поступает в камеру 12 пр мого хода. В это врем продольный
канал 20 перекрываетс торцевым выступом 15 головки 14 ударника 11. Давление в камере
12 пр мого хода резко возрастает, что приводит к увеличению результирующей силы,
действующей на нижний торец клапана 18 и перекидке его в верхнее положение «питание».
При этом образуетс торцева питающа щель 19, через которую рабоча жидкость из
магистрали поступает в камеру 12 пр мого хода. Ударник 11 резко тормозитс до полной
остановки и измен ет направление движени с обратного хода на пр мой. По мере
перемещени ударника 11 его головка 14 перекрывает командные пазы 5 гильзы 2, но
питание камеры 12 пр мого хода из магистрали продолжаетс через торцевую питающую
щель 19. В конце пр мого хода торцевой выступ 15 ударника 11 сойдет с нижнего торца
штока 8 и камера 12 пр мого хода сообщитс с общим сливным трактом 17. Давление в
камере 12 пр мого хода резко упадет, а клапан 18 под действием высокого давлени Страница: 5
RU 2 300 618 C1
5
10
15
20
рабочей жидкости из магистрали переместитс в нижнее положение «разр дка», что
приведет к прекращению подачи рабочей жидкости в камеру 12 пр мого хода. Ударник 11
наносит удар по наковальне 22 и цикл повтор етс .
Работа погружного гидроударника при данном соотношении рабочих
площадей Sпр.x. и Sоб.х. ударника со стороны камер 12 и 13 пр мого и обратного хода
соответственно, площади Sзакр. верхнего торца клапана 18 и площади Sразр. разр дного
канала полностью исключает недостатки прототипа и позвол ет добитьс своевременного
срабатывани клапана 18 распределительной системы и, как следствие, устойчивой
работы самого погружного гидроударника в более широком диапазоне давлений, что
значительно повышает его надежность.
Формула изобретени Погружной гидроударник, включающий размещенную в корпусе гильзу, ступенчатый
ударник с головкой, раздел ющей полость гильзы на камеры пр мого и обратного хода, и
распределительную систему со ступенчатым питающе-разр дным клапаном,
установленным на штоке и образующим с гильзой торцевую питающую щель, а со штоком
разр дный канал, отличающийс тем, что рабочие площади Sпр.x. и Sоб.x. ударника со
стороны камер пр мого и обратного хода соответственно, площадь Sзакр. верхнего торца
указанного клапана и площадь Sразр.разр дного канала удовлетвор ют соотношени м
(Sоб.х.?Sзакр.)/(Sразр.?Sпр.х.)=k,
при этом Sзакр./Sразр.=4,0ч5,0,
где k - коэффициент, определ емый из соотношени 1,2<k<1,8.
25
30
35
40
45
50
Страница: 6
CL
RU 2 300 618 C1
Страница: 7
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
222 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа