RU2647716C1 - Submersible pneumatic impact tool - Google Patents

Submersible pneumatic impact tool Download PDF

Info

Publication number
RU2647716C1
RU2647716C1 RU2017116034A RU2017116034A RU2647716C1 RU 2647716 C1 RU2647716 C1 RU 2647716C1 RU 2017116034 A RU2017116034 A RU 2017116034A RU 2017116034 A RU2017116034 A RU 2017116034A RU 2647716 C1 RU2647716 C1 RU 2647716C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hammer
sleeve
stroke
chamber
annular
Prior art date
Application number
RU2017116034A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Тимонин
Сергей Евгеньевич Алексеев
Даньяр Иванович Кокоулин
Надежда Назимовна Заболоцкая
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2017116034A priority Critical patent/RU2647716C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647716C1 publication Critical patent/RU2647716C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14Fluid operated hammers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: construction; mining.
SUBSTANCE: invention relates to mining and construction – to drilling equipment, is used for drilling wells by the rotary-shock method. Submersible pneumatic impact tool includes a body, a hammer having a head and a shank connected by a neck, a front sleeve covering the head of the hammer and having longitudinal openings, a rear sleeve surrounding the shank of the hammer and forming the end chamber of the working stroke with its end face, a slotted sleeve that surrounds the neck of the hammer forming between it and the shank, between it and the head of the hammer, respectively, annular chambers of the idle and the working stroke, the latter of which, through a channel and an opening in the rear sleeve, is permanently connected to the end chamber of the working stroke, a feeding channel in the rear sleeve continuously communicated with the annular idle stroke chamber, a drill bit with channels installed in the front part of the body to form a cavity between it and the end face of the hammer permanently connected to the atmosphere by channels in the drill bit and with the longitudinal openings in the front sleeve. In the inner cavity of the front sleeve a step of a smaller diameter is made in its rear part, and a groove is provided on the outside of the front sleeve in the zone of this step, which is open to the annular chamber of the working stroke and connected by channels with the longitudinal openings of the front sleeve. In the said groove, an elastic ring is provided forming a gap with the inner wall of the body.
EFFECT: it is possible to increase the impact power by increasing the stroke of the hammer under pressure by reducing its resistance to the movement and reducing the effect of leakages between the end face, the annular chambers of the working stroke and the annular chamber of the idle stroke.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, и может найти применение при бурении скважин ударно-вращательным способом.The invention relates to mining and construction, namely to drilling equipment, and can find application in well drilling by the rotational shock method.

Известен пневматический ударный механизм по авт.св. СССР №998740, кл. Е21С 3/24, опубл. в Бюл. №7, 1983 г., содержащий корпус, в котором установлен поршень, образующий с его стенками камеры рабочего и холостого хода, кольцевой эластичный клапан, размещенный в седле и образующий с корпусом канал для подвода энергоносителя в камеру рабочего хода, и инструмент, при этом кольцевой эластичный клапан имеет форму тора и установлен в кольцевой канавке, которая выполнена на наружной поверхности клапанного седла. В механизме установлен дополнительный эластичный клапан, который выполнен в виде тора и образует с внутренними стенками корпуса канал для выпуска воздуха из камеры рабочего хода.Known pneumatic percussion mechanism by auth. USSR No. 998740, class E21C 3/24, publ. in bull. No. 7, 1983, containing a housing in which a piston is installed, forming a working and idling chamber with its walls, an annular elastic valve located in the saddle and forming a channel for supplying energy to the working chamber with the housing, and an instrument, the annular elastic valve has the shape of a torus and is installed in the annular groove, which is made on the outer surface of the valve seat. An additional elastic valve is installed in the mechanism, which is made in the form of a torus and forms a channel with the internal walls of the housing for the release of air from the working chamber.

Общими признаками аналога и предлагаемого изобретения являются: корпус, поршень, камеры рабочего и холостого хода, кольцевой эластичный клапан, который выполнен в виде тора и образует с внутренними стенками корпуса канал для выпуска воздуха из камеры рабочего хода и служит для выпуска воздуха из этой камеры в период холостого хода.Common features of the analogue and the present invention are: the housing, the piston, the working and idle chambers, the annular elastic valve, which is made in the form of a torus and forms a channel for the exhaust of air from the working chamber with the inner walls of the housing and serves to release air from this chamber into idle period.

Недостатком этого пневматического ударного механизма является его открытый тип, т.к. выхлоп кольцевым эластичным клапаном энергоносителя происходит через радиальные отверстия корпуса в окружающее пространство, что не позволяет изолировать внутреннюю полость машины от затрубного пространства и создает условия для попадания абразивной пыли внутрь пневматического ударного механизма, что приводит к интенсивному его износу. Это не позволяет использовать и обратный клапан для шламозащиты.The disadvantage of this pneumatic impact mechanism is its open type, as exhaust by an elastic energy carrier ring valve occurs through radial openings of the body into the surrounding space, which does not allow isolating the machine’s internal cavity from the annulus and creates conditions for abrasive dust to enter the pneumatic impact mechanism, which leads to intensive wear. This does not allow the use of a check valve for sludge protection.

Недостатком данного пневматического ударного механизма является и то, что выхлоп энергоносителя через радиальные отверстия корпуса уменьшает количество энергоносителя, поступающего на забой скважины. Это ухудшает очистку забоя скважины и приводит к переизмельчению шлама и уменьшению скорости бурения.The disadvantage of this pneumatic shock mechanism is that the energy carrier exhaust through the radial openings of the body reduces the amount of energy entering the bottom of the well. This affects the cleaning of the bottom of the well and leads to overgrowth of the cuttings and a decrease in the drilling speed.

Данная конструкция пневматического ударного механизма не может быть использована в иной принципиальной схеме воздухораспределения, что приводит к снижению ударной мощности механизма и ограничивает область его применения.This design of a pneumatic impact mechanism cannot be used in a different circuit diagram of air distribution, which leads to a decrease in the impact power of the mechanism and limits its scope.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является погружной пневмоударник по патенту на полезную модель РФ №121854, Е21В 4/14, опубл. в Бюл. №31, 2012, содержащий корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой и имеющие отсечные кромки, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровую коронку с каналами, установленную в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке. Кроме того, в полости корпуса между буровой коронкой и разрезной втулкой установлен направляющий выхлопной патрубок, охватывающий головку ударника, в стенке указанного патрубка выполнены радиальные окна, постоянно открытые в полость между буровой коронкой и торцом ударника и имеющие возможность периодического открытия отсечной кромкой головки ударника в кольцевую камеру рабочего хода.The closest in technical essence and the combination of essential features is a submersible hammer according to the patent for a utility model of the Russian Federation No. 121854, ЕВВ 4/14, publ. in bull. No. 31, 2012, comprising a housing, a hammer, having a head and a shank connected by a neck and having cut-off edges, a sleeve covering the shank and forming an end chamber of the stroke, a split sleeve covering the neck of the hammer with the formation between it and the shank, between her and the drummer’s head, respectively, of the idle and working chamber annular chambers, the last of which is constantly connected to the working chamber by means of a channel and a window in the sleeve, the feed channel constantly communicating with the hollow chamber of course, the drill bit with the channels mounted in the front housing portion to form between it and the end of the firing pin cavity permanently connected to the atmosphere channels in the drill bit. In addition, in the cavity of the housing between the drill bit and the split sleeve, a guide exhaust pipe is installed that covers the head of the hammer, radial windows are made in the wall of the pipe, which are constantly open in the cavity between the drill bit and the end of the hammer and can periodically open the cut-off edge of the hammer head into an annular stroke chamber.

Общими признаками прототипа и предлагаемого изобретения являются: корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой, передняя гильза (направляющий выхлопной патрубок), охватывающая головку ударника и имеющая продольные окна, задняя гильза (гильза), охватывающая хвостовик ударника и образующая с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезная втулка, охватывающая шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в задней гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал в задней гильзе, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровая коронка с каналами, установленная в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке и с продольными окнами в передней гильзе.Common features of the prototype and the present invention are: a housing, a hammer, having a head and a shank connected by a neck, a front sleeve (guide exhaust pipe), covering the head of the drummer and having longitudinal windows, a rear sleeve (sleeve), covering the shank of the hammer and forming with its end face end chamber of the stroke, split sleeve, covering the neck of the drummer with the formation between it and the shank, between it and the head of the drummer, respectively, of the annular chambers of idle and stroke, the last of through the channel and the window in the rear sleeve is constantly connected with the end chamber of the working stroke, the feed channel in the rear sleeve is constantly in communication with the annular chamber of idle, the drill bit with channels installed in the front of the body with the formation of a cavity between it and the end of the hammer connected to the atmosphere by channels in the drill bit and with longitudinal windows in the front sleeve.

Недостатком данного погружного пневмоударника является то, что в данной системе воздухораспределения при увеличенной площади ударника со стороны торцевой и кольцевой рабочих камер площадь ударника со стороны кольцевой камеры холостого хода относительно мала, что ограничивает ход ударника и снижает ударную мощность погружного пневмоударника.The disadvantage of this submersible hammer is that in this air distribution system with an increased area of the hammer from the side of the end and annular working chambers, the area of the hammer from the side of the ring idle chamber is relatively small, which limits the stroke of the hammer and reduces the impact power of the submersible hammer.

Недостатком данного погружного пневмоударника является и то, что ударник - подвижная деталь и его посадочные поверхности выполнены с зазорами, через которые неизбежно происходит перетечка воздуха. При совершении холостого хода, воздух, попадающий в камеру рабочего хода, из-за существенной разницы в величинах рабочих площадей ударника, создает значительное сопротивление движению ударника, ограничивая при этом величину его хода. Ограничение хода ударника не позволяет существенно увеличить энергию удара, что снижает ударную мощность погружного пневмоударника.The disadvantage of this submersible hammer is that the hammer is a moving part and its seating surfaces are made with gaps through which air flow will inevitably occur. When idling, the air entering the chamber of the stroke, due to a significant difference in the values of the working area of the drummer, creates significant resistance to the movement of the drummer, while limiting the magnitude of its stroke. Limiting the stroke of the hammer does not significantly increase the energy of the impact, which reduces the impact power of the submersible hammer.

Проблема - повышение ударной мощности погружного пневмоударника за счет увеличения хода ударника под давлением путем уменьшения сопротивления его движению и уменьшения влияния перетечек между торцевой, кольцевой камерами рабочего хода и кольцевой камерой холостого хода.The problem is an increase in the shock power of a submersible hammer by increasing the stroke of the hammer under pressure by reducing its resistance to movement and reducing the influence of overflows between the end, annular chambers of the stroke and the ring chamber of idling.

Решение поставленной проблемы достигается тем, что в погружном пневмоударнике, содержащем корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой, переднюю гильзу, охватывающую головку ударника и имеющую продольные окна, заднюю гильзу, охватывающую хвостовик ударника и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в задней гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал в задней гильзе, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровую коронку с каналами, установленную в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке и с продольными окнами в передней гильзе, согласно изобретению во внутренней полости передней гильзы в задней ее части выполнена ступень меньшего диаметра, а снаружи передней гильзы, в зоне этой ступени, выполнена проточка, открытая в кольцевую камеру рабочего хода и соединенная каналами с продольными окнами передней гильзы, при этом в указанной проточке установлено эластичное кольцо, образующее зазор с внутренней стенкой корпуса.The solution to this problem is achieved by the fact that in a submersible hammer containing a body, a hammer having a head and a shank connected by a neck, a front sleeve covering the head of the drummer and having longitudinal windows, a rear sleeve covering the shank of the drummer and forming an end-face working chamber with its end face , a split sleeve covering the neck of the drummer with the formation between it and the shank, between it and the head of the drummer, respectively, of the annular chambers of idle and working stroke, the last of which by the channel and the window in the rear sleeve is constantly connected with the end chamber of the working stroke, the feed channel in the rear sleeve, constantly in communication with the annular chamber of idle, a drill bit with channels installed in the front of the body with the formation between it and the end of the drummer cavity, constantly connected to atmosphere channels in the drill bit and with longitudinal windows in the front sleeve, according to the invention in the inner cavity of the front sleeve in its rear part made a step of smaller diameter, and outside the front sleeve, in the area that step, a groove, open into the annular chamber of the working stroke and coupled channels with longitudinal windows front sleeve, wherein in said groove is set an elastic ring defining a gap with the inner wall of the housing.

Эластичное кольцо, расположенное в проточке передней гильзы с зазором с внутренней стенкой корпуса, выполняет роль разрядного клапана. При движении ударника на холостом ходу, воздух, сжимаемый в торцевой и кольцевой камерах рабочего хода после отсечки выхлопа, а также воздух перетечки, поступающий в эти камеры через зазоры подвижных посадок ударника, имеет возможность выходить через указанный зазор, каналы в передней гильзе и далее в атмосферу. Поскольку площади ударника со стороны торцевой и кольцевой камер рабочего хода в несколько раз больше площади ударника со стороны кольцевой камеры холостого хода, то сжатый воздух в торцевой и кольцевой камерах рабочего хода существенно тормозит движение ударника на холостом ходу и ограничивает величину его хода. Выпуск воздуха из торцевой и кольцевой камер рабочего хода после отсечки выхлопа через эластичное кольцо позволяет существенно снизить противодавление и, как следствие, уменьшить сопротивление движению ударника, при этом ход ударника на холостом ходу увеличивается. В период рабочего хода ударник находится под давлением сжатого воздуха со стороны торцевой и кольцевой камер рабочего хода на большей величине хода, что увеличивает энергию единичного удара и ударную мощность в целом.An elastic ring located in the groove of the front sleeve with a gap with the inner wall of the housing serves as a discharge valve. When the striker moves at idle, the air compressed in the end and annular chambers of the working stroke after the exhaust is cut off, as well as the re-flow air entering these chambers through the gaps of the striker’s movable land, can exit through this gap, the channels in the front sleeve and then into the atmosphere. Since the area of the striker on the side of the end and annular chambers of the stroke is several times larger than the area of the striker on the side of the annular chamber of idle, compressed air in the end and annular chambers of the stroke substantially slows down the movement of the striker at idle and limits the size of its stroke. The air discharge from the end and annular chambers of the working stroke after cutting off the exhaust through an elastic ring can significantly reduce back pressure and, as a result, reduce resistance to the movement of the hammer, while the stroke of the hammer at idle increases. During the stroke, the firing pin is under pressure from the end and annular chambers of the stroke at a larger stroke, which increases the energy of a single stroke and the impact power as a whole.

Сущность изобретения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения погружного пневмоударника и чертежом, на котором показан продольный разрез погружного пневмоударника, общий вид в статическом состоянии.The invention is illustrated by an example of a specific design of a submersible hammer and a drawing, which shows a longitudinal section of a submersible hammer, general view in a static state.

Погружной пневмоударник (далее - пневмоударник) содержит корпус 1 (см. чертеж), ударник 2, имеющий головку 3 и хвостовик 4, соединенные шейкой 5. Передняя гильза 6 охватывает головку 3 ударника 2 и имеет продольные окна 7. Задняя гильза 8 охватывает хвостовик 4 ударника 2 и образует с его торцом торцевую камеру 9 рабочего хода. Разрезная втулка 10 охватывает шейку 5 ударника 2 с образованием между ней и хвостовиком 4, между ней и головкой 3 ударника 2 соответственно кольцевой камеры 11 холостого хода и кольцевой камеры 12 рабочего хода. Кольцевая камера 12 рабочего хода посредством канала 13 и окна 14 задней гильзы 8 постоянно связана с торцевой камерой 9 рабочего хода. Питающий канал 15 задней гильзы 8 постоянно сообщен с кольцевой камерой 11 холостого хода. Буровая коронка 16 с каналами 17 установлена в передней части корпуса 1 с образованием между ней и торцом ударника 2 полости 18, постоянно соединенной с атмосферой каналами 17 буровой коронки 16 и с продольными окнами 7 передней гильзы 6. Во внутренней полости передней гильзы 6 в задней ее части выполнена ступень 19 меньшего диаметра. Снаружи передней гильзы 6, в зоне этой ступени 19, выполнена проточка 20, открытая в кольцевую камеру 12 рабочего хода и соединенная каналами 21 с продольными окнами 7 передней гильзы 6. В проточке 20 передней гильзы 6 установлено эластичное кольцо 22 с образованием зазора 23 с внутренней стенкой корпуса 1. В задней части пневмоударника установлен переходник 24.The submersible hammer (hereinafter referred to as the hammer) comprises a housing 1 (see drawing), a hammer 2 having a head 3 and a shank 4 connected by a neck 5. The front sleeve 6 covers the head 3 of the hammer 2 and has longitudinal windows 7. The rear sleeve 8 covers the shank 4 drummer 2 and forms with its end face end chamber 9 of the working stroke. The split sleeve 10 covers the neck 5 of the hammer 2 with the formation between it and the shank 4, between it and the head 3 of the hammer 2, respectively, of the annular chamber 11 of idling and the annular chamber 12 of the working stroke. The annular chamber 12 of the stroke through the channel 13 and the window 14 of the rear sleeve 8 is constantly connected with the end chamber 9 of the stroke. The feed channel 15 of the rear sleeve 8 is constantly in communication with the annular chamber 11 of idling. A drill bit 16 with channels 17 is installed in the front of the housing 1 with the formation between it and the end of the hammer 2 of the cavity 18, which is constantly connected with the atmosphere of the channels 17 of the drill bit 16 and with the longitudinal windows 7 of the front sleeve 6. In the inner cavity of the front sleeve 6 in the back parts made step 19 of a smaller diameter. Outside the front sleeve 6, in the zone of this step 19, a groove 20 is made, open in the annular chamber 12 of the working stroke and connected by channels 21 to the longitudinal windows 7 of the front sleeve 6. An elastic ring 22 is installed in the groove 20 of the front sleeve 6 with the formation of a gap 23 with the inner body wall 1. An adapter 24 is installed at the rear of the hammer.

Машина работает следующим образом.The machine operates as follows.

В исходном (нижнем по чертежу) положении ударник 2 расположен на буровой коронке 16. Сжатый воздух через став штанг, канал переходника 24 поступает в питающий канал 15 задней гильзы 8 и далее в кольцевую камеру 11 холостого хода, воздействуя при этом на рабочую площадь хвостовика 4 ударника 2. Начинается холостой ход ударника 2. В это время продольные окна 7 передней гильзы 6 сообщены с кольцевой камерой 12 рабочего хода, а через канал 13 задней гильзы 8 - с торцевой камерой 9 рабочего хода. Через продольные окна 7 передней гильзы 6, полость 18 и каналы 17 буровой коронки 16 торцевая камера 9 рабочего хода и связанная с ней через канал 13 задней гильзы 8 кольцевая камера 12 рабочего хода соединены с атмосферой. Это позволяет удалять имеющийся в торцевой камере 9 рабочего хода и кольцевой камере 12 рабочего хода сжатый воздух и совершать ударнику 2 холостой ход. При дальнейшем движении ударника 2 его головка 3 перекрывает продольные окна 7, при этом сообщение торцевой камеры 9 рабочего хода и кольцевой камеры 12 рабочего хода с атмосферой сохраняется через зазор 23 между эластичным кольцом 22 и внутренней стенкой корпуса 1. Это позволяет осуществлять выпуск воздуха из торцевой камеры 9 рабочего хода и кольцевой камеры 12 рабочего хода на протяжении холостого хода ударника 2 до момента впуска сжатого воздуха в них. Выпускаемый воздух - это сжимаемый воздух, оставшийся в торцевой камере 9 рабочего хода и кольцевой камере 12 рабочего хода, и воздух, перетекающий в торцевую камеру рабочего хода 9, кольцевую камеру 12 рабочего хода через зазоры подвижных посадок ударника 2 между его шейкой 5 и разрезной втулкой 10, хвостовиком 4 и задней гильзой 8. Уменьшение сопротивления движению ударника 2 на холостом ходу позволяет увеличить величину его хода. При дальнейшем движении ударника 2 хвостовик 4 открывает окна 14 задней гильзы 8, которые сообщаются с кольцевой камерой 11 холостого хода, а через нее с питающим каналом 15 задней гильзы 8. Начинается впуск сжатого воздуха через окна 14 задней гильзы 8 в торцевую камеру 9 рабочего хода и через окна 14 задней гильзы 8, канал 13 - в кольцевую камеру 12 рабочего хода. При впуске в торцевую камеру 9 рабочего хода и в кольцевую камеру 12 рабочего хода сжатый воздух воздействует на эластичное кольцо 22. При этом образуется перепад давления со стороны кольцевой камеры 12 рабочего хода и полостью проточки 20 передней гильзы 6 впереди зазора 23. Под действием перепада давления эластичное кольцо 22 растягивается и перекрывает зазор 23, при этом торцевая камера 9 рабочего хода и кольцевая камера 12 рабочего хода изолируются от атмосферы. Поскольку площадь ударника 2 со стороны торцевой камеры 9 рабочего хода и кольцевой камеры 12 рабочего хода значительно больше площади ударника 2 со стороны кольцевой камеры 11 холостого хода, равнодействующая сил, действующих на ударник 2, меняет свое направление. Ударник 2 тормозится, останавливается и переводится на рабочий ход. На рабочем ходу ударника 2 действует давление сжатого воздуха, поступающего из питающего канала 15 задней гильзы 8, близкое к магистральному. При дальнейшем движении ударника 2 хвостовик 4 отсекает впуск сжатого воздуха в торцевую камеру 9 рабочего хода и кольцевую камеру 12 рабочего хода. Воздействие сжатого воздуха на ударник 2 осуществляется за счет своего расширения. В дальнейшем головка 3 ударника 2 открывает продольные окна 7 передней гильзы 6 и начинается выхлоп сжатого воздуха из кольцевой камеры 12 рабочего хода, а через канал 13 задней гильзы 8 - из торцевой камеры 9 рабочего хода. При выхлопе давление сжатого воздуха в полостях над и под (поз. не обозначены) эластичным кольцом 22 выравнивается и под действием собственных упругих сил эластичное кольцо 22 сжимается, образуя зазор 23 с внутренней стенкой корпуса 1. Торцевая камера 9 рабочего хода и кольцевая камера 12 рабочего хода через зазор 23, канал 21, продольные окна 7 передней гильзы 6, полость 18, каналы 17 буровой коронки 16 соединяются с атмосферой. На большой протяженности рабочего хода за счет энергии сжатого воздуха ударник 2 набирает значительную кинетическую энергию. В конце рабочего цикла ударник 2 наносит удар по хвостовику коронки 16. Цикл повторяется.In the initial (lower drawing) position, the hammer 2 is located on the drill bit 16. Compressed air through the becoming of the rods, the adapter channel 24 enters the feed channel 15 of the rear sleeve 8 and then into the idle annular chamber 11, affecting the working area of the shank 4 firing pin 2. The idle of the firing pin 2 starts. At this time, the longitudinal windows 7 of the front sleeve 6 communicate with the annular chamber 12 of the stroke, and through the channel 13 of the rear sleeve 8 with the end chamber 9 of the stroke. Through the longitudinal windows 7 of the front sleeve 6, the cavity 18 and the channels 17 of the drill bit 16, the end chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working stroke connected to it through the channel 13 of the rear sleeve 8 are connected to the atmosphere. This allows you to remove existing in the end chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working stroke of compressed air and make the drummer 2 idle. With further movement of the striker 2, its head 3 overlaps the longitudinal windows 7, while the message of the end chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working stroke with the atmosphere is maintained through the gap 23 between the elastic ring 22 and the inner wall of the housing 1. This allows air to be released from the end the chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working stroke during the idle of the hammer 2 until the intake of compressed air into them. The exhaust air is the compressed air remaining in the end chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working stroke, and the air flowing into the end chamber of the working stroke 9, the annular chamber 12 of the working stroke through the gaps of the movable landing striker 2 between its neck 5 and the split sleeve 10, shank 4 and rear sleeve 8. Reducing the resistance to movement of the striker 2 at idle allows you to increase its stroke. With the further movement of the hammer 2, the shank 4 opens the windows 14 of the rear sleeve 8, which communicate with the annular chamber 11 of the idle, and through it with the feed channel 15 of the rear sleeve 8. The air inlet begins through the windows 14 of the rear sleeve 8 into the end chamber 9 of the working stroke and through the windows 14 of the rear sleeve 8, the channel 13 - into the annular chamber 12 of the working stroke. When inlet to the end chamber 9 of the stroke and into the annular chamber 12 of the stroke, compressed air acts on the elastic ring 22. This creates a pressure drop from the side of the annular chamber 12 of the stroke and the cavity of the groove 20 of the front sleeve 6 in front of the gap 23. Under the action of the pressure drop the elastic ring 22 is stretched and covers the gap 23, while the end chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working stroke are isolated from the atmosphere. Since the area of the striker 2 from the side of the end chamber 9 of the stroke and the annular chamber 12 of the stroke is much larger than the area of the striker 2 from the side of the ring chamber 11 of the idle, the resultant of the forces acting on the striker 2 changes its direction. Drummer 2 is braked, stopped and transferred to the stroke. On the stroke of the striker 2, the pressure of compressed air coming from the feed channel 15 of the rear sleeve 8 is close to the main one. With further movement of the hammer 2, the shank 4 cuts off the compressed air inlet into the end chamber 9 of the stroke and the annular chamber 12 of the stroke. The impact of compressed air on the hammer 2 is due to its expansion. Subsequently, the head 3 of the striker 2 opens the longitudinal windows 7 of the front sleeve 6 and the exhaust of compressed air begins from the annular chamber 12 of the stroke, and through the channel 13 of the rear sleeve 8 from the end chamber 9 of the stroke. When exhausting, the pressure of compressed air in the cavities above and below (pos. Not indicated) the elastic ring 22 is equalized and under the action of its own elastic forces, the elastic ring 22 is compressed, forming a gap 23 with the inner wall of the housing 1. The end chamber 9 of the working stroke and the annular chamber 12 of the working passage through the gap 23, channel 21, the longitudinal windows 7 of the front sleeve 6, the cavity 18, the channels 17 of the drill bit 16 are connected to the atmosphere. Over a large length of the working stroke due to the energy of compressed air, the striker 2 gains significant kinetic energy. At the end of the working cycle, hammer 2 strikes the shank of crown 16. The cycle repeats.

Claims (1)

Погружной пневмоударник, содержащий корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой, переднюю гильзу, охватывающую головку ударника и имеющую продольные окна, заднюю гильзу, охватывающую хвостовик ударника и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в задней гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал в задней гильзе, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровую коронку с каналами, установленную в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке и с продольными окнами в передней гильзе, отличающийся тем, что во внутренней полости передней гильзы в задней ее части выполнена ступень меньшего диаметра, а снаружи передней гильзы, в зоне этой ступени, выполнена проточка, открытая в кольцевую камеру рабочего хода и соединенная каналами с продольными окнами передней гильзы, при этом в указанной проточке установлено эластичное кольцо, образующее зазор с внутренней стенкой корпуса.A submersible hammer comprising a body, a hammer having a head and a shank connected by a neck, a front sleeve covering the head of the drummer and having longitudinal windows, a rear sleeve covering the shank of the hammer and forming an end-face end chamber, a split sleeve covering the neck of the drummer with the formation between it and the shank, between it and the drummer head, respectively, of the idle and working stroke annular chambers, the last of which is constantly connected to the end face by means of a channel and a window in the rear sleeve a working chamber, a feed channel in the rear sleeve, constantly in communication with the annular idle chamber, a drill bit with channels installed in the front of the body to form a cavity between it and the end of the hammer, permanently connected to the atmosphere by channels in the drill bit and with longitudinal windows in the front sleeve, characterized in that a step of a smaller diameter is made in the inner cavity of the front sleeve in its rear part, and a groove open in the annular area is made outside the front sleeve in the zone of this step a working chamber and connected by channels to the longitudinal windows of the front sleeve, while in this groove an elastic ring is installed, forming a gap with the inner wall of the housing.
RU2017116034A 2017-05-04 2017-05-04 Submersible pneumatic impact tool RU2647716C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116034A RU2647716C1 (en) 2017-05-04 2017-05-04 Submersible pneumatic impact tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116034A RU2647716C1 (en) 2017-05-04 2017-05-04 Submersible pneumatic impact tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647716C1 true RU2647716C1 (en) 2018-03-19

Family

ID=61629485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116034A RU2647716C1 (en) 2017-05-04 2017-05-04 Submersible pneumatic impact tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647716C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689463C1 (en) * 2018-07-23 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Submersible pneumatic hammer
RU2803090C1 (en) * 2023-03-01 2023-09-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) Down-the-hole pneumatic hammer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4722403A (en) * 1985-08-06 1988-02-02 Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk Sssr Annular air-hammer apparatus for drilling holes
RU2018655C1 (en) * 1991-02-06 1994-08-30 Институт горного дела СО РАН Circuit air hammer for hole drilling
RU2059783C1 (en) * 1994-02-14 1996-05-10 Институт горного дела СО РАН Shock machine
US7748478B2 (en) * 2008-07-21 2010-07-06 Smith International, Inc. Percussion drilling assembly and hammer bit with an adjustable choke
RU121854U1 (en) * 2012-05-04 2012-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук SUBMERSIBLE SHOULDER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4722403A (en) * 1985-08-06 1988-02-02 Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk Sssr Annular air-hammer apparatus for drilling holes
RU2018655C1 (en) * 1991-02-06 1994-08-30 Институт горного дела СО РАН Circuit air hammer for hole drilling
RU2059783C1 (en) * 1994-02-14 1996-05-10 Институт горного дела СО РАН Shock machine
US7748478B2 (en) * 2008-07-21 2010-07-06 Smith International, Inc. Percussion drilling assembly and hammer bit with an adjustable choke
RU121854U1 (en) * 2012-05-04 2012-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук SUBMERSIBLE SHOULDER

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689463C1 (en) * 2018-07-23 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Submersible pneumatic hammer
RU2803090C1 (en) * 2023-03-01 2023-09-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) Down-the-hole pneumatic hammer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2361723C1 (en) Pneumatic device of impact action with throttled air distribution
JPS5950837B2 (en) Fluid operated impact tools
RU2592086C1 (en) Pneumatic impact mechanism
RU2647716C1 (en) Submersible pneumatic impact tool
RU2547876C2 (en) Air-driven percussion mechanism
RU2555172C1 (en) Pneumatic percussion mechanism
RU2689463C1 (en) Submersible pneumatic hammer
RU2581652C1 (en) Pneumatic hammer mechanism
RU2652518C1 (en) Pneumatic impact mechanism
WO2017118963A1 (en) A pneumatic drill hammer
RU2252996C1 (en) Pneumatic down-striker
RU2547037C2 (en) Air-driven percussion mechanism
CN102434094A (en) Piston tail pipe type impacter of valveless single-cylinder type downhole
RU2549649C1 (en) Downhole hammer
RU2540368C1 (en) Pneumatic impact mechanism
SU1689605A1 (en) Pneumatic plunger
RU2646271C2 (en) Pneumatic striking mechanism
RU163030U1 (en) SUBMERSIBLE SHOULDER
RU2124107C1 (en) Down-hole pneumatic striker
SU1218095A2 (en) Pneumatic percussive mechanism
RU2713043C1 (en) Pneumatic impact mechanism
SU848615A1 (en) Pneumatic percussive mechanism
RU86219U1 (en) PNEUMATIC SHOCK
CN102434093A (en) Piston-guide-sleeve-type valveless single-cylinder-type high-efficiency down-hole hammer
RU187066U1 (en) Submersible hammer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200505