Патент ссср 244258

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

244258

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 13.XI.1967 (№ 1196283/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.V.1969. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 15.Х.1969

Кл. 5Ь, 3/24

5а, 5/00

МПК Е2lc

Е 21b

УДК 622.233.58-85/204.1 (088.8) Комитет пс делан иаабретений и открытий ври Совете Министров

СССР ф Ф (,яяq,úЯ

Авторы изобретения! 15,,,",",„",„",,„, И

ВИГвЛИ ЬТЕКй

Ж. Г. Мухин и Г. И. Суксов

Институт горного дела Сибирского отделения АН ССС

ЗBBBVTCJIb

ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК

Изобретение может быть применено при бурении скважин в породах различной крепости на открытых и подземных горных работах.

Известны погружные пиевмоударники для бурения горных пород с выхлопом отработанного энергоносителя на забой скважины, содержащие штоковую и кольцевую камеры, образованные ступенями поршня-ударника со штоком и ствола с буксой, энергораспределительное устройство с центральной трубкой и коронку. Однако такая конструкция не позволяет получить достаточно высокую частоту ударов, так как при обратном ходе рабочей площадью является только сечение штока ударника.

Кроме этого, в моменты отсутствия осевого прижима инструмента к забою такие пневмоударники выключаются, а при ослаблении осевого усилия работают с,перебоями. Это снижает производительность буровых работ, усложняет забуривание скважин и требует ручного управления усилием нажатия, особенно при бурении трещиноватых и перемежающихся пород.

Отсутствие автоматического регулирования энергии единичных ударов в зависимости от крепости и трещиноватости буримых пород нередко приводит к прихватам коронки на забое.

Это затрудняет вращение става штанг и нередко является причиной аварий. В связи с этим приходится вручную .регулировать давление, подаваемое к,пневмоударнику, подбирая оптимальный режим работы.

Целью изобретения является максимальное

5 увеличение мощности конструктивно простых и надежных безрубашечных однопоршневых погружных пневмоударников за счет увеличения частоты ударов при оптимальной энергии единичного удара путем лучшего использова10 ния рабочих площадей ударника на прямой и обратный ход.

Это достигается увеличением диаметра поршня и использованием кольцевой камеры, образованной ступенями ударника и ствола, 15 как дополнительной камеры обратного хода посредством соединения ее со штоковой камерой каналами, выполненными на наружной поверхности штока и в буксе ствола.

Кроме того, в пневмоударнике осуществлен

20 безблокировочный режим работы с автоматическим регулированием энергии единичных ударов в зависимости от трещиноватости и крепости горных пород. При большом внедрении лезвий коронки в забой шток ударника

25 перекрывает каналы, соединяющие штоковую камеру с кольцевой, образуя в,последней пневматический буфер, а в штоковой камере хвостовик коронки, выполняя роль золотника, открывает каналы, регулирующие давление в ка30 мере обратного хода, Регчлировочные каналы

244258

50 выполнены на внутренних стенках буксы ствола, где размещается хвостовик коронки.

Предлагаемый пневмоударник позволяет улучшить условия работы бурильщика, увеличить производительность, обеспечить равномерное бурение.

На чертеже схематически изображен пневмоударник в разрезе и сечение по А — А.

Он содержит ствол 1, поршень-ударник 2 со штоком 3, энергораспределительное устройство 4 с центральной трубкой 5, входящей в отверстие б поршня-ударника, буксу 7, коронку

8, палец 9 и переходник 10.

Штоковая камера 11 обратного хода расположена между торцами штока поршня-ударника и хвостовика 12 коронки. Энергоносигель поступает в нее через канал 18 центральной трубки и отверстие в,поршне ударника. Выхлоп отработанного энергоносителя осуществляется через кольцевую проточку 14, соединенную с продойьныйи выхлопными каналами 15.. Кольцевая камера 1б, образованная ступенями порШня ударника и ствола, служиг, дополйительнбй ка1иерой обратного хода. Она соединена. со штокдвой камерой обратного хода каналамй 17 — 1 и кольцевой проточкой

20, выполненными в "буксе составного ствола, а также кольцевой проточкой 21, выполненной на поверхности штока. Выхлоп из кольцевой камеры обратного хода осуществляется через эти же каналы 21 — 17, штоковую камеру, кольцевую проточку и продольные выхлопные каналы или радиальные каналы 22, выполненные в стволе. Энергоноситель, поступает в камеру 28 прямого хода через каналы 24 энергораспределительного устройства. Выхлоп отработанного энергоносителя производится через каналы 22. Коронка вместе с поршнем перемещается вниз при прекращении нажатия на нее. При этом кромка 25 хвостовика коронки открывает каналы 2б, которые регулируют давление в камере обратного хода, стравливая из нее энергоноситель на забой. Движение коронки вниз ограничено пальцем, а движение поршня ударника — пневматическим буфером. Последний образуется в кольцевой камере, когда кромка 27 штока поршня-ударника перекроет каналы, соединяющие эту камеру со штоковой, образуя в кольцевой камере замкнутый объем.

В данном пневмоударнике времени на обратный ход поршня-ударника затрачиваешься меньше, чем в известных, так как суммарная рабочая площадь поршня-ударника .при об5

15 го г5

35 ратном ходе доведена до максимума и равна рабочей площади поршня-ударника при прямом ходе. При значительном внедрении коронки в забой (при бурении в мягких породах) она перемещается относительно ствола вперед и кромкой 25 открывает каналы 26, которые регулируют давление в камере обратного хода. Таким образом, в камере обратного хода давление падает и,путь заброса поршняударника вверх уменьшается, вследствие чего путь разгона поршня-ударника на прямой ход становится меньше, чем и достигается уменьшение энергии удара. При значительном выходе коронки вперед образовавшийся в кольцевой камере, пневматический буфер тормозит ударник, также уменьшая энергию, и не позволяет наносить удары по стволу. При выходе коронки вперед до упора в палец пневмоударник продолжает работать, так как давление в камере обратного хода остается достаточным для минимального заброса поршня-ударника вверх.

Таким образом, при бурении очень рыхлых и трещиноватых пород пневмоударник продолжает работать с пониженной энергией удара без выключения, происходит непрерывный гроцесс бурения, что в конечном счете увеличивает скорость бурения. Вследствие стравливания энергоносителя из камеры обратного хода по каналам 2б на забой, очистка забоя становится интенсивней, что весьма необходимо, так как количество шлама,при бурении слабых пород увеличивается. Необходимость в ручном регулировании процессом бурения отпадаетт.

Предмет изобретения

Погружной пневмоударник для бурения горных пород с выхлопом отработанного энергоносителя на забой скважины, содержащи и штоковую и кольцевую камеры, образованные ступенями поршня-ударника со штоком и ствола с буксой, энергораспределительное устройство с центральной трубкой и коронку, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности бурения и регулирования энергии единичного удара в зависимости от трещиноватости и крепости буримых пород, шток снабжен кзльцевой проточкой, сообщающейся со штсковой камерой каналами, расположенными в буксе ствола, а букса ствола в месте контакта с хвостовиком коронки снабжена регулировочно-разрядными каналами.

244258

A-4 А

12

Составитель В. Корчаков

Техред Л. Я. Левина Корректор Т. П. Лаврухина

Редактор H. Суханова

Типография, пр, Сапунова. 2

Заказ 2502/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4