RU1788229C - Pneumatic striker - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к погружным ударным механизмам и может быть использовано в горном деле при бурении скважин. Сущность изобретени : пневмоударник содержит корпус с буксой дл  хвостовика буровой коронки, поршень-ударник, размещенный в корпусе, раздел ющий его полость на камеры пр мого и холостого хода и центральную воздухораспределительную трубку с запорным элементом, при этом поршень-ударник и воздухораспределительна  трубка имеют радиальные каналы, а поршень-ударник имеет в хвостовой части центральный осевой канал. Новым в пнев- моударнике  вл етс  то, что его центральна  воздухораспределительна  трубка снабжена в нижней части внутренним кольцевым опорным буртом, а запорный элемент трубки выполнен в виде поршн -патрубка с глухим днищем и снабжен в верхней части наружным кольцевым выступом, при этом поршень-патрубок выполнен с возможностью его посадки на бурт воздухораспределительной трубки при пр мом ходе поршн -ударника и перекрыти  центрального осевого канала поршн -ударника и радиальных каналов трубки при обратном ходе. 2 ил. ел GThe invention relates to submersible percussion mechanisms and can be used in mining for drilling wells. SUMMARY OF THE INVENTION: an air hammer comprises a housing with a hub for a shank of a drill bit, a hammer piston located in the housing, dividing its cavity into forward and idle chambers, and a central air distribution tube with a shut-off element, the piston-hammer and the air distribution tube having radial channels, and the piston-hammer has a central axial channel in the rear part. What is new in the hammer is that its central air distribution tube is provided at the bottom with an internal annular support collar, and the shut-off element of the tube is made in the form of a piston-tube with a blind bottom and is equipped with an outer ring protrusion at the top, and the piston-pipe made with the possibility of landing on the shoulder of the air distribution tube during the forward stroke of the piston-hammer and blocking the central axial channel of the piston-hammer and the radial channels of the pipe during the reverse stroke. 2 ill. ate G

Description

Изобретение относитс  к погружным ударным механизмам, используемым в горном деле при бурении скважин.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to submersible percussion mechanisms used in mining while drilling wells.

Известен пневмоударник, содержащий цилиндр-корпус с коронкой в нижней части и переходник в верхней части, поршень- ударник и центральную воздухораспределительную трубку с поршнем, имеющими радиальные каналы.Known hammer, containing a cylinder body with a crown in the lower part and an adapter in the upper part, a piston-hammer and a central air distribution tube with a piston having radial channels.

Одним из недостатков такого пневмоу- дарника  вл етс  то, что рабоча  площадь поршн -ударника уменьшена на величину площади сечени  поршн  воздухораспределительной трубки, что служит причиной снижени  мощности пневмоударника. КромеOne of the drawbacks of such a hammer is that the working area of the piston hammer is reduced by the cross-sectional area of the piston of the air distribution tube, which causes a decrease in the power of the hammer. Besides

того в нем к началу перемещени  поршн - ударника вниз камера рабочего хода оказываетс  св занной с напорной магистралью, вследствие чего энерги  холостого поршн - ударника не аккумулируетс  в рабочей камере , а рассеиваетс  в трубопроводе, имеющего довольно большой объем по сравнению с объемом рабочей камеры. При этом воздух, сжимаемый в камере рабочего хода, двига сь в направлении противоположном основному потоку сжатого воздуха, снижает скорость поступательного движени  воздуха. Вследствие чего снижаетс  эффективность разгона поршн -ударника и, как следствие, снижаетс  мощность пневмоударника .Moreover, in it, at the beginning of the movement of the piston-striker downward, the working chamber is connected to the pressure line, as a result of which the energy of the empty piston-striker does not accumulate in the working chamber, but is dissipated in the pipeline, which has a rather large volume compared to the volume of the working chamber. At the same time, the air compressed in the working chamber, moving in the direction opposite to the main stream of compressed air, reduces the speed of translational air movement. As a result, the acceleration efficiency of the piston hammer is reduced and, as a result, the power of the hammer is reduced.

V|V |

0000

0000

ю ю юyu yu

Наиболее близким техническим решением ,  вл етс  пневмоударник, содержащий корпус с буксой дл  размещени  хвостовика коронки, размещенной в корпусе и раздел ющей его полость на камеры рабочего и холостого хода поршень-ударник ., имеющий уступы в центральном осе-. вомканале, центральную воздухораспределительную трубку с осевым и радиальными йаналамй, а также запорный элемент, .The closest technical solution is a hammer containing a housing with a axle box to accommodate the shank of the crown, placed in the housing and dividing its cavity into the working and idle chambers of the piston-hammer, having ledges in the central axis. in a channel, a central air distribution tube with axial and radial channels, and also a locking element,.

Недостатком этого пневмоударника  вл етс , как ив аналоге, рассеивание энергии холостого хода в трубопроводе. Кроме этого снижаетс  надежность его работы ввиду наличи  радиального выхлопа из камеры рабочего хода непосредственно в за- трубное пространство, вследствие чего в процессе спуско-подъемных операций шлам может засор ть рабочие полости пневмоударника.The disadvantage of this hammer is, like its counterpart, the dispersion of idle energy in the pipeline. In addition, the reliability of its operation is reduced due to the presence of radial exhaust from the working chamber directly into the annulus, as a result of which the sludge can clog the working cavities of the hammer during tripping operations.

Цель изобретени  - повышение энер- ии удара за: счет аккумулировани  энергии обратного хода и повышение надежности работы. . - -:.. .The purpose of the invention is to increase the energy of impact due to: accumulation of energy back stroke and increase the reliability of operation. . - -: ...

На фиг. 1 изображен пневмоударник, продольный разрез: на фиг.2 взаимное расположение подвижных элементов пневмоударника при верхнем положении их,In FIG. 1 shows a hammer, longitudinal section: in Fig.2 the relative position of the movable elements of the hammer with their upper position,

Пневмоударник включает цилиндр-корпус 1, внутри которого размещен поршень- ударник с уступом 3 в центральном канале 4, имеющем верхнюю 5. и нижнюю 6 полости , а так же центральную воздухораспределительную трубку 7, имеющую осевые и радиальные каналы 8. Воздухораспределительна  трубка 7 в нижней своей части снабжена внутренним кольцевым буртом 9, в отверстии которого расположен поршень- патрубок 10 с глухим днищем и кольцевым .выступом 11. (В нижней части корпуса, следующей буксой, имеетс  кольцева  расточка 12, соединенна  продольными каналами 13 с камерой 14 холостого хода поршн - ударника, котора  сообщаетс  посредством продольных пазов 15 и наклонных каналоб 16 с.верхней полостью 5 поршн -ударника. Нижн   полость 6 поршн -ударника сообщаетс  посредством каналов 17 и продольных пазов 18 с камерой 19 рабочего хода поршн -ударника, ударна  часть 20 которого опираетс  о хвостовик коронки 21 (на чертеже коронка не изображена), вставленного в буксу.The pneumatic hammer includes a cylinder-housing 1, inside of which a piston-hammer with a step 3 is placed in the central channel 4 having the upper 5. and lower 6 cavities, as well as the central air distribution pipe 7 having axial and radial channels 8. Air distribution pipe 7 in the lower its part is equipped with an inner annular collar 9, in the opening of which there is a piston-nozzle 10 with a blind bottom and an annular protrusion 11. (In the lower part of the housing, the next axle box, there is an annular bore 12 connected by longitudinal channels 13 with the idle piston chamber 14, which communicates via longitudinal grooves 15 and inclined channels 16 with the upper piston-hammer cavity 5. The lower piston-hammer cavity 6 communicates via channels 17 and longitudinal grooves 18 with the piston-hammer working chamber 19 , the impact portion 20 of which rests on the shank of the crown 21 (the crown is not shown in the drawing) inserted in the axle box.

Пневмоударник работает следующим образом. Пневмоударник включаетс  в состав погружно о бурового инструмента и опускаетс  в ск&ажину. По мере достижени  забо  скважины детали пневмоударника относительно цилиндра корпуса 1 займут положение , как представлено на фиг. 1, т.е. поршень-ударник 2 своей частью 20 опираетс  о хвостовик 21 коронки; поршень-патрубок 10 своим выступом 11 зависает наThe hammer works as follows. A hammer is included in the submersible of the drilling tool and lowered into the sk & amp. As the bottom of the borehole reaches the hammer parts relative to the cylinder of the housing 1, they will take the position as shown in FIG. 1, i.e. the hammer piston 2, with its part 20, rests on the shank 21 of the crown; the piston pipe 10 with its protrusion 11 hangs on

опорном бурте 9 поршн -ударника, а радиальные каналы 8 окажутс  в зоне полости 5, Поэтому сжатый воздух имеет возможность доступа через радиальные каналы 8 только в камеру 14 холостого хода поршн -ударни0 ка 2, вследствие чего последний начнет перемещатьс  вверх. Камера 19 рабочего хода поршн -ударника в это врем  св зана с за- трубным пространством через продольные пазы 18, каналы 17, полость 6, зазор подthe supporting collar 9 of the piston hammer, and the radial channels 8 will be in the zone of the cavity 5. Therefore, the compressed air has the opportunity to access through the radial channels 8 only into the idle chamber 14 of the piston-hammer 2, as a result of which the latter will begin to move upward. The chamber 19 of the stroke of the piston hammer at this time is connected with the annular space through the longitudinal grooves 18, channels 17, cavity 6, a clearance under

5 глухим днищем поршень-патрубка 10.и уступом 3, далее через центральный канал 4 ударной части 20 поршн -ударника и канал хвостовика 21 коронки. По мере движени  поршн -ударника вверх относительно воз0 духораспределительной трубки 7 первоначально уступ 3 поршн -ударника взаимодействует с глухим днищем поршень-патрубка 10, прерыва  св зь между камерой 19 и затрубным пространством, В5 with a blank bottom of the piston-branch pipe 10.and a ledge 3, then through the central channel 4 of the shock part 20 of the piston-hammer and the channel of the shank 21 of the crown. As the piston-hammer moves upward relative to the air distribution tube 7, initially the ledge 3 of the piston-hammer interacts with the deaf bottom of the piston-pipe 10, breaking the connection between the chamber 19 and the annulus, B

5 дальнейшем полость 5 выходит из зоны радиальных каналов 8 и прекращаетс  поступ- ле.н ие сжатого воздуха в камеру 14 холостого хода поршн -ударника. Далее перемещение поршн -ударника вверх осущ ё0 ствл етс  за счет расширени  сжатого воздуха, накопленного в камере 14. К этому времени (фиг. 2) каналы 8 окажутс  в зоне полости 6 и через каналы 17 и пазы 18. сжатый воздух начнет поступать в камеру 19.5, further the cavity 5 leaves the zone of the radial channels 8 and the supply of compressed air to the idle chamber 14 of the piston-hammer is stopped. Further, the upward movement of the piston-hammer occurs by expanding the compressed air accumulated in the chamber 14. By this time (Fig. 2), the channels 8 will be in the zone of the cavity 6 and through the channels 17 and the grooves 18. the compressed air will begin to enter the chamber nineteen.

5 При этом нижний торец ударной части 20 поршн -ударника достигнет зоны кольцевой расточки 12 и через продольные каналы 13 камера 14 окажетс  св занной с затрубным пространством, т.е. с зоной низкого5 In this case, the lower end face of the impact part 20 of the impactor piston will reach the zone of the annular bore 12 and, through the longitudinal channels 13, the chamber 14 will be connected with the annulus, i.e. with low zone

0 давлени . К моменту завершени  обратного хода поршн -ударника 2 больша  часть площади , сечени  каналов 8 окажетс  ниже кольцевого выступа 11 поршень-патрубка 10, т.е. будет осуществл тьс  разобщение0 pressure. By the time the return stroke of the piston-hammer 2 is completed, most of the area, the cross-section of the channels 8 will be below the annular protrusion 11 of the piston-pipe 10, i.e. uncoupling will take place

5 воздухоподающей полости трубки 7 от полости камеры 19, На зевершающем этапе холостого хода произойдёт полное разобщение этих полостей и будет происходить сжатие воздуха в ограниченном объеме5 of the air supply cavity of the tube 7 from the cavity of the chamber 19, At the final stage of idling, there will be a complete separation of these cavities and air will be compressed in a limited volume

0 камеры, то-есть в камере 19 энерги  холостого хода поршн -ударника будет аккумулироватьс  в виде энергии сжатого воздуха, до давлени , превышающего сетевое. В начальный момент пр мого хода поршн 5 ударника 2 сжатый воздух повышенного давлени  воздействует на площадь поршн , выход щего в камеру 19, а сжатый воздух, имеющий сетевое давление, воздействует на верхнюю площадь сечени  поршень-патрубка . Вследствие этого поршень-ударник0 of the chamber, i.e., in the chamber 19, the idle energy of the piston-hammer will be accumulated in the form of energy of compressed air, up to a pressure exceeding the network pressure. At the initial moment of the forward stroke of the piston 5 of the hammer 2, high pressure compressed air acts on the area of the piston exiting into the chamber 19, and compressed air having a network pressure acts on the upper cross-sectional area of the piston-nozzle. As a result, the piston hammer

начинает более интенсивное по сравнению с известными пневмоударниками перемещение вниз. По мере перемещени  вниз поршн -ударника 2 с поршень-патрубком 10 кольцевой выступ 11 окажетс  ниже верхнего уреза каналов 8 и на всю площадь начнет воздействовать сжатый воздух, поступающий по трубке 7. В дальнейшем пор- шень-патрубок 10 зависает своим кольцевым выступом 11 на опорном бурте 9, а поршень-ударник движетс  вниз до мо- мента нанесени  удара по хвостовику коронки . Во врем  пр мого хода поршн -ударника 2 сообщение и разобще- ние рабочих полостей пневмоударника происходит в обратном пор дке по сравнению с холостым ходом, описанным выше, и цикл повтор етс ,begins a more intensive downward movement compared to the known hammerheads. As the piston-hammer 2 moves downward with the piston-nozzle 10, the annular protrusion 11 will be lower than the upper edge of the channels 8 and the compressed air coming through the tube 7 will begin to act on the entire area. Subsequently, the piston-nozzle 10 hangs with its annular protrusion 11 on the supporting collar 9, and the piston-hammer moves down until the moment of impact on the shank of the crown. During the forward stroke of the hammer 2, the communication and separation of the working cavities of the hammer occurs in the reverse order compared to the idle described above, and the cycle repeats.

Claims (1)

Формула изобретени  Пневмоударник, включающий корпус с буксой дл  размещени  хвостовика корон- ки, размещенный в корпусе и раздел ющей его полость на камеры пр мого и холостого хода поршень-ударник, имеющий уступы в центральном осевом канале, центральную воздухораспределительную трубку с осе- вым и радиальными каналами дл  периодической подачи воздуха в камеры рабочего и холостого хода посредством выполненных в поршне-ударнике полостей и радиальных каналов , запорный элемент, имеющий в верхней части кольцевой выступ, от л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  энергии удара путем аккумулировани  энергии обратного хода и повышени  надежности работы, запорный элемент выполнен в виде поршн -патрубка с глухим днищем, а центральна  воздухораспределительна  трубка на торце, обращенном к ударнику, имеет отверстие дл  размещени  в последнем поршн -патрубка и внутренний кольцевой бурт дл  взаимодействи  с кольцевым выступом поршн -патрубка, который размещен в осевом канале центральной воздухораспределительной трубки с возможностью осевого перемещени  при взаимодействии с уступом поршн -ударника и перекрыти  центрального осевого канала последнего и радиальных каналов в центральной воздухораспределительной трубке в режиме обратного хода и открыти  центрального осевого канала в поршне- ударнике в режиме пр мого хода дл  выхлопа из камеры пр мого хода.SUMMARY OF THE INVENTION A pneumatic hammer, including a housing with an axle box for accommodating a crown shank, housed in a housing and dividing its cavity into forward and idle chambers, an impactor piston having ledges in a central axial channel, a central air distribution tube with an axial and radial channels for periodically supplying air to the working and idle chambers by means of cavities and radial channels made in the piston-hammer, a locking element having an annular protrusion in the upper part, from the bottom and the fact that in order to increase the impact energy by accumulating the energy of the reverse stroke and increase the reliability of operation, the shut-off element is made in the form of a piston-tube with a blind bottom, and the central air distribution tube at the end facing the hammer has a hole for placement in the last piston - the pipe and the inner annular collar for interacting with the annular protrusion of the piston-pipe, which is placed in the axial channel of the Central air distribution tube with the possibility of axial movement during interactions with the shoulder of the piston hammer and blocking the central axial channel of the last and radial channels in the central air distribution tube in the reverse mode and open the central axial channel in the piston hammer in the forward mode for exhaust from the forward chamber. Фиг. ZFIG. Z