Понизитель расхода жидкости гидроударника
Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин ударно-вращательным способом. Цель - повышение надежности и упрощение конструкции. Понизитель содержит корпус 1 с основным каналом 8, подпружиненный клапан 3 с хвостовиком в корпусе 1. В последнем расположен также поршень-ударник 2. Клапан 3 имеет технологический канал 5. Над хвостовиком установлен подпружиненный относительно корпуса дополнительный клапан 4 с возможностью перекрытия основного канала 8 в нижнем положении и взаимодействия с хвостовиком клапана 3 при перемещении в верхнее положение. В клапане 4 выполнен технологический канал 5 со стороны хвостовика. В момент смыкания рабочих торцов клапана 3 и поршня-ударника 2 возникает явление гидроудара в межклапанной полости, и поступление жидкости через канал 5 прекращается. Поэтому давления под и над клапаном 4 выравниваются, и он начинает подниматься. Перемещению клапана 4 способствует хвостовик клапана 3. Т.о. клапан 4 перебросится в верхнее положение, и рабочий цикл повторится. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)5 Е 21 В 4/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4332900/31-03 (22) 19. 08. 87 (46) 30.06.90. Бюл. № 24 (71) Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) А. С. Латыпов (53) 622.233.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 284914, кл. Е 21 В 4/14, 1967. (54) Г!ОНИЗИТЕЛЬ РАСХОДА ЖИДКОСТИ ГИДРОУДАРНИКА (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин ударно-вращательным способом. Цель изобретения — повышение надежности и упрошение конструкции. Понизитель содержит корпус 1 с основным каналом 8, подпружиненный канал 3 с хвостовиком в корпусе 1.
В последнем расположен также поршень„„SU„„1574781 А 1
2 ударник 2. Клапан 3 имеет технологический канал 5. Над хвостовиком установлен подпружиненный относительно корпуса дополнительный клапан 4 с возможностью перекрытия основного канала 8 в нижнем по.l<>женин и взаимодействия с хвостовиком клапана 3 при перемещении в верхнее положение. В клапане 4 выполнен технологический канал 5 со стороны хвостовика, В момент смыкания рабочих торцов клапана 3 и поршня-ударника 2 возникает явление гидроудара в межклапанной полости, и поступление жидкости через канал 5 прекращается, Поэтому давления под и над клапаном 4 выравниваются, и он начинает l10;1ниматься. Перемещению клапана 4 способствует хвостовик клапана 3. Т.о. клапан 4 перебросится в верхнее положение, и рабочий цикл повторится. 3 ил.
1574781
Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для бурения скважин ударно-вращательным способом, и может быть использовано в гидроударниках прямого и обратного действия.
Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.
На фиг. 1 схематично представлен понизитель расхода жидкости с элементами гидроударника прямого действия, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 1.
Понизитель расхода жидкости гидроударника содержит корпус 1, который одновременно является корпусом гидроударника.
В корпусе расположен подпружиненный поршень-ударник 2, над которым размещен клапан 3 гидроударника, над хвоствиком которого — дополнительный клапан 4 понизителя с технологическим каналом 5. Клапан
4 подпружинен и имеет дисковую форму.
Между наружной поверхностью клапана 4 и стенками корпуса 1 имеется кольцевой канал
6, а ниже клапана 4 имеется седло 7, охватывающее основной канал 8. Ход клапана
3 гидроударника и ход клапана 4 принимается равным величине х, а ход поршняударника 2 у устанавливается несколько выше значения х.
Понизитель расхода жидкости гидроударника работает следующим образом.
Вместе с гидроударником он включается в состав опускаемого в скважину бурового снаряда. По мере подачи рабочей жидкости, последняя свободно проходит через каналы
5 и 6 в полость между клапанами 3 и 4, где происходит явление гидроудара, так как жидкость пройти дальше не может (проходной канал поршня-ударника 2 перекрыт нижним торцом клапана 3). B момент гидроудара скорость потока жидкости в зоне перекрытия канала резко снижается вплоть до нулевого значения. Под воздействием повышенной энергии потока жидкости в зоне гидроудара система клапан †порше-ударник начинает двигаться вниз, вследствие чего в зоне гидроудара скорость потока жидкости постепенно возрастает, но никогда не достигает оптимального значения, равного скорости свободного истечения жидкости при выключенном гидроударнике, ранее, чем произойдет отсечка клапана 3 с торца поршняударника 2 путем посадки опорных выступов клапана 3 (фиг. 3) на кольцевой выступ корпуса 1. Исследованиями рабочего процесса гидроударников установлено, что у гидроударников прямого действия скорость разгона поршня-ударника 2 не превышает
0,7 — 0,8 значения скорости свободного истечения жидкости. Вследствие этого в период разгона поршня-ударника 2 клапан 4 под воздействием пружины находится в верхнем положении, так как значение перепада давления в кольцевом канале оказывается недостаточным для посадки клапана 4 на седло 7.
В момент отсечки клапана 3 происходит резкое возрастание скорости потока жидкости, так как открывается центральньщ канал поршня-ударника 2, давление жидкости в ко5 тором значительно ниже такового над клапаном 4 (в противном случае система поршень — ударник-клапан не разгонялась бы), вследствие этого в квадратичной зависимости возрастает перепад давления жидкости в канале б. Поэтому под воздействием
"О повышенного давления жидкости и прямого возрастающего скоростного напора жидкости клапан 4, перемещаясь на величину х, садится на седло 7, перекрывая основной канал, а жидкость продолжает протекать
15 только через технологический канал 5 весьма малого сечения. B таком положении клапан
4 будет находится весь период возврата поршня-ударника 2 и клапана 3 в исходное верхнее положение под воздействием сжатых во время прямого хода пружин. В верхнем
2 положении клапан 3 упирается своим хвостовиком в днище клапана 4, так как ход обоих установлен равным х. Несколько позже происходит посадка торца поршня-ударника
2 (ход его, равный у, устанавливается на
25 3 — 4 мм больше значения х) на нижний торец клапана 3. В момент смыкания рабочих торцов клапана 3 и поршня-ударника
2 возникает явление гидроудара в межклапанной полости и поступление жидкости через канал 5 прекращается, поэтому давление
30 жидкости в полостях под и над клапаном 4 выравнивается, т.е. исчезает усилие, удерживающее клапан 4 на седле 7, поэтому он (клапан) под воздействием сжатой пружины начинает подниматься. Этот процесс происходит более эффективно за счет воздейст35 вия хвостовика клапана 3, который перемещается вверх за счет гашения скорости обратного хода поршня-ударника 2. Вследствие этого возникает еще один фактор, способствующий отрыву клапана 4 с седла — это
40 обратный переток жидкости из межклапанной полости в надклапанную за счет гашения скорости обратного хода поршня-ударника при закрытом канале разгрузки последнего.
45 Таким образом, под одновременным воздействием трех сил клапан 4 перебросится в верхнее положение и детали устройства займут положения, показанные на фиг. 1, и рабочий цикл повторится.
Формула изобретения
Понизитель расхода жидкости гидроударника, содержащий корпус с основным каналом, подпружиненный клапан с хвостовиком, расположенным в корпусе, и тех55 нологическии канал в клапане, отличающийся тем, что, с целью повышения чадежности и упрощения конструкции, он снабжен подпружиненным относительно корпуса до!
574781
Составитель A. Скалунов
Редактор Ю. Середа Техред А. Кравчук Корректор С. Черни
Заказ !765 Тираж 470 Г1одписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК!1Т С(СР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10! полнительным клапаном, установленным над хвостовиком с возможностью перекрытия основного канала в нижнем положении и взаимодействия с хвостовиком основного клапана при перемещении в верхнее положение, причем технологический канал выполнен в дополнительном клапане со стороны хвостовика.
