гидроударник-пульсатор для бурения неглубоких скважин

Формула изобретения

Гидроударник-пульсатор для бурения неглубоких скважин, содержащий корпус, установленный в корпусе с возможностью перемещения поршень, наковальню, клапанное устройство, включающее тарелку клапана, стержень, пружину, верхний переводник, уплотнения, отличающийся тем, что корпус имеет перегородки и окно, а поршень выполнен с проходными каналами и хвостовиком, сообщающимся с атмосферой через окно, при этом тарелка клапана установлена над поршнем, с возможностью периодического закрытия и открытия его проходных каналов и соединена с подпружиненным стержнем, причем корпус имеет боковые отводы для протекания промывочной жидкости и упоры для ограничения перемещения поршня, а длина стержня выбирается таким образом, чтобы тарелка клапана закрывала проходные каналы поршня в его верхнем положении и открывала в нижнем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к буровому оборудованию, применяемому для создания нагрузок на долото при бурении неглубоких скважин.

Известен гидроударник для бурения, содержащий корпус, клапанное устройство, наковальню и шпиндель [1].

Недостатком данного гидроударника является сложность конструкции, низкая надежность устройства.

Известен также гидроударник, содержащий корпус, тарелку, стержень, пружину, наковальню, верхний переводник и уплотнения [2].

Недостатком данного устройства также является низкая надежность и сложность конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы гидроударника-пульсатора.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой конструкции гидроударника корпус имеет перегородки и окно, а поршень выполнен с проходными каналами и хвостовиком, сообщающимся с атмосферой через окно, при этом тарелка клапана установлена над поршнем с возможностью периодического закрытия и открытия его проходных каналов и соединена с подпружиненным стержнем, причем корпус имеет боковые отводы для протекания промывочной жидкости и упоры для ограничения перемещения поршня, а длина стержня выбирается таким образом, чтобы тарелка клапана закрывала проходные каналы поршня в его верхнем положении и открывала в нижнем.

Существенным отличием заявляемого изобретения является то, что упрощается конструкция гидроударника-пульсатора за счет применения поршня, снабженного каналами и хвостовиком, сообщающимся с атмосферой, позволяет возвращать поршень в верхнее положение, тарелка, посаженная на хвостовик, соединенная подпружинным стержнем увеличивает время действия гидроудара. Возвратно-поступательное движение поршня создает пульсацию жидкости, за счет этого создается пульсированная промывка забоя. Удары поршня на наковальню создают динамическую нагрузку на долото. В результате, за счет упрощения конструкции повышается надежность работы гидроударника-пульсатора.

На чертеже изображен гидроударник-пульсатор.

Гидроударник-пульсатор состоит из корпуса 1, снабженного верхним переводником 2 и нижним 3, боковыми отводами 4 и 5, окном 6, перегородками 7 и 8, наковальней 9 и упором 10. Внутри корпуса 1 установлен поршень 11, имеющий хвостовик 12 и каналы 13. Поршень и хвостовик снабжены уплотнениями 14 и 15. На хвостовик посажена тарелка 16, которая соединена стержнем 17, подпружиненным при помощи пружины 18 относительно перегородки 8. Стержень 17 в перегородке установлен при помощи уплотнения 20.

Устройство устанавливается под вертлюгом. В начальный момент пружина 18 разжата, тарелка находится в верхнем положении. При протекании промывочной жидкости поршень 11 и соединенные с ним элементы двигаются вверх за счет разницы гидравлических сил под и над поршнем. За счет разницы площадей над и под поршнем, гидравлические силы определяются:





из (1) и (2) видно, что F_п>F_н,

где F_п - гидравлическая сила под поршнем;

F_н - гидравлическая сила над поршнем;

- давление внутри корпуса гидроударника-пульсатора;

D - диаметр поршня;

d - диаметр хвостовика.

Движение происходит до закрытия тарелкой 16 каналов 13 поршня 11, происходит гидроудар, давление над поршнем резко увеличивается и тарелка двигается вниз и наносит удар по наковальне. Перед ударом стержень открывает тарелку, которая за счет разжатия пружины занимает исходное положение. Поршень за счет гидравлических сил двигается вверх. Цикл повторяется.

Повышение показателей вращательного бурения при бурении неглубоких скважин данным устройством осуществляется за счет создания динамических нагрузок на долото и пульсированной промывки забоя скважины.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Воскресенский Ф.Ф., Кичигин А.В., Славский В.М., Славский Ю.Н., Тагиев Э.Н. Вибрационное и ударно-вращательное бурение. - М.: ГНТИ, 1961. -С. 163.

2. Гидроударник. Авт.св. СССР 1670075 А1, кл.Е 21 В 4/14, 15.08.1991.