RU85185U1 - SUBMERSIBLE SHOULDER - Google Patents

Abstract

1. Погружной пневмоударник, включающий корпус, в верхней части которого закреплен переходник с напорным каналом, а в нижней части - муфта, в которой установлено буровое долото с хвостовиком и центральным каналом, и размещенные в корпусе ударный поршень с центральным каналом, разделяющий полость корпуса на камеры прямого и обратного хода, ступенчатый распределительный шток с центральным каналом, установленный с возможностью осевого перемещения в напорном канале переходника и в центральном канале ударного поршня, трубчатый вкладыш, закрепленный в центральном канале ступенчатого распределительного штока, отличающийся тем, что трубчатый вкладыш нижним концом размещен в центральном канале бурового долота, а большая ступень ступенчатого распределительного штока в нижней ее части выполнена со сферической поверхностью, сопряженной с конической опорной поверхностью кольца, поджатого пружиной, размещенной в седле, установленном в корпусе и ограничивающем осевое перемещение ступенчатого распределительного штока, в верхней части которого установлен запорный элемент в виде водоотражательного конуса и выполнены радиальные окна. ! 2. Погружной пневмоударник по п.1, отличающийся тем, что в корпусе на боковой поверхности хвостовика бурового долота установлена центрирующая втулка, опертая на торец муфты. ! 3. Погружной пневмоударник по п.1, отличающийся тем, что в муфте выполнен дренажный канал для сообщения камеры обратного хода с затрубным пространством скважины.1. A submersible hammer, which includes a housing, in the upper part of which an adapter with a pressure channel is fixed, and in the lower part, a coupling in which a drill bit with a shank and a central channel is installed, and an impact piston with a central channel placed in the housing, which divides the housing cavity into forward and reverse cameras, a stepped distribution rod with a central channel, mounted with the possibility of axial movement in the pressure channel of the adapter and in the central channel of the shock piston, tubular insert, fixed lined in the Central channel of the stepped distribution rod, characterized in that the tubular liner with the lower end is placed in the Central channel of the drill bit, and a large step of the stepped distribution rod in its lower part is made with a spherical surface mating with the conical bearing surface of the ring, preloaded by a spring placed in a saddle mounted in the housing and limiting the axial movement of the stepped distribution rod, in the upper part of which a locking element is installed in the form of reflective cone and made radial windows. ! 2. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that a centering sleeve mounted on the end face of the coupling is installed in the housing on the lateral surface of the shank of the drill bit. ! 3. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that the coupling has a drainage channel for communicating the reverse chamber with the annulus of the well.

Description

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

Известен погружной пневмоударник по а.с. СССР №184761, кл. 5а, 14/10; 5b, 9/01; E21b; E21c, опубл. в БИ №16, 1966 г., включающий цилиндр, выполненный без радиальных и продольных каналов в его теле, поршень, воздухораспределительное устройство с центральным трубчатым штоком-золотником, входящим в отверстие поршня, осуществляющее распределение энергоносителя через радиальные каналы в поршне и продольные вырезы на его наружной поверхности, и инструмент с центральным каналом для выхлопа отработанного энергоносителя на забой скважины. Шток-золотник выполнен с радиальными каналами для подвода энергоносителя в радиальные каналы поршня.Known submersible hammer on.with. USSR No. 184761, class 5a, 14/10; 5b, 9/01; E21b; E21c, publ. in BI No. 16, 1966, including a cylinder made without radial and longitudinal channels in its body, a piston, an air distribution device with a central tubular spool-rod entering the piston bore, distributing energy through radial channels in the piston and longitudinal cuts on its outer surface, and a tool with a central channel for exhausting spent energy to the bottom of the well. The spool rod is made with radial channels for supplying energy to the radial channels of the piston.

Недостатком этого погружного пневмоударника является то, что он не имеет шламозащитного обратного клапана, поэтому при бурении скважин в обводненных породах после выключения подачи энергоносителя вода из скважины вместе со шламом может проникать в погружной пневмоударник, что снижает надежность его работы. Кроме того, центральный трубчатый шток-золотник закреплен в переходнике упорным кольцом, что не позволяет устранять радиальные биения, возникающие при износе трущихся поверхностей цилиндра и поршня. Это также снижает надежность работы погружного пневмоударника.The disadvantage of this submersible hammer is that it does not have a sludge-proof check valve, therefore, when drilling wells in watered rocks after turning off the energy supply, water from the well along with the sludge can penetrate the submersible hammer, which reduces the reliability of its operation. In addition, the central tubular spool rod is fixed in the adapter by a thrust ring, which does not allow to eliminate the radial runout that occurs when the friction surfaces of the cylinder and piston are worn. It also reduces the reliability of the submersible hammer.

Известен погружной пневмоударник по патенту РФ №2252996, кл. Е21В 4/14, опубл. в БИ №15, 2005 г., включающий корпус, ударник с центральным сквозным каналом, разделяющий полость корпуса на камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительную систему, содержащую ступенчатый питающе-разрядный клапан, клапанное седло с отверстиями для питания камеры прямого хода, центральную трубку, отверстия в корпусе/ соединенные с заклапанной полостью, сообщенной со щелевым каналом. Воздухораспределительная система дополнительно содержит разрядный канал, расположенный между клапанным седлом и торцом большей ступени питающе-разрядного клапана, сообщенный, с одной стороны, с камерой прямого хода через отверстия клапанного седла, а с другой стороны, со щелевым каналом через кольцевой канал, образованный между корпусом и наружной поверхностью большей ступени питающе-разрядного клапана.Known submersible hammer according to the patent of the Russian Federation No. 2252996, class. ЕВВ 4/14, publ. in BI No. 15, 2005, which includes a housing, a drummer with a central through channel, dividing the housing cavity into forward and reverse cameras, an air distribution system containing a step-fed feed-discharge valve, a valve seat with holes for supplying a forward camera, a central tube , holes in the housing / connected to the valve cavity in communication with the slotted channel. The air distribution system further comprises a discharge channel located between the valve seat and the end face of the larger stage of the supply-discharge valve, communicated, on the one hand, with the forward chamber through the valve seat openings, and on the other hand, with a slotted channel through the annular channel formed between the housing and the outer surface of the larger stage of the supply-discharge valve.

Недостатком известного погружного пневмоударника является то, что в блокировочном режиме при подъеме машины от забоя центральная трубка перемещается вниз вместе с ударником и буровым инструментом, при этом впускные пазы центральной трубки для впуска энергоносителя в камеру обратного хода и расточка ударника сообщаются, поэтому впуск энергоносителя в камеру обратного хода не перекрывается, что ухудшает блокировку и снижает надежность работы.A disadvantage of the known submersible hammer is that in the blocking mode when lifting the machine from the bottom, the central tube moves down along with the hammer and the drilling tool, while the inlet grooves of the central tube for the energy carrier inlet into the reverse chamber and the hammer bore are communicated, therefore, the energy carrier inlet into the chamber the return stroke does not overlap, which worsens the lock and reduces the reliability.

Известно также устройство для подавления пыли при бурении (А.И.Федулов и др. Штанговые влагоотделители для буровых станков, Новосибирск, 1985 г., С.25, рис.1.11), включающее буровое долото с центральным продувочным соплом, трубу с фланцем и радиальными отверстиями, водо-отражатель и каналы для выброса отделенной воды.A device is also known for suppressing dust during drilling (A.I. Fedulov et al. Rod moisture separators for drilling rigs, Novosibirsk, 1985, C.25, Fig. 11.11), including a drill bit with a central purge nozzle, a pipe with a flange and radial holes, water-reflector and channels for the release of separated water.

Известное устройство не защищено от проникновения шлама из затрубного пространства скважины, что снижает надежность его работы.The known device is not protected from penetration of sludge from the annulus of the well, which reduces the reliability of its operation.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является устройство для отделения воды в погружном пневмоударнике по патенту ФРГ DD286642, кл. Е21С 3/24, приоритет от 03.07.89 г., включающее корпус с выхлопными каналами, переходник с напорным каналом, ударный поршень, разделяющий полость корпуса на камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительную трубку с центральным каналом, установленную с возможностью осевого перемещения в корпусе и в напорном канале переходника. В центральном канале воздухораспределительной трубки установлен вкладыш, который своим верхним торцом занимает по меньшей мере 30% диаметра центрального канала. Кольцевое пространство между вкладышем и внутренней стенкой центральной воздухораспределительной трубки соединено через каналы с камерой обратного хода и через дополнительные каналы соединено с выхлопными каналами в корпусе.The closest in technical essence and the set of essential features to the proposed technical solution is a device for separating water in a submersible hammer according to the FRG patent DD286642, class. Е21С 3/24, priority of July 3, 899, including a housing with exhaust channels, an adapter with a pressure channel, an impact piston dividing the body cavity into forward and reverse cameras, an air distribution tube with a central channel mounted with axial movement in the housing and in the pressure channel of the adapter. An insert is installed in the central channel of the air distribution tube, which occupies at least 30% of the diameter of the central channel with its upper end. The annular space between the liner and the inner wall of the Central air distribution tube is connected through channels to the reverse chamber and through additional channels connected to the exhaust channels in the housing.

Недостатком этого устройства является то, что отделяемая вода поступает в камеру обратного хода, заполняя ее объем, а удаление воды из камеры обратного хода при бурении нисходящих скважин через верхние каналы затруднено тем, что плотность воды в 1000 раз больше плотности воздуха. Это снижает надежность работы погружного пневмоударника.The disadvantage of this device is that the separated water enters the reverse chamber, filling its volume, and the removal of water from the reverse chamber when drilling downstream wells through the upper channels is complicated by the fact that the density of water is 1000 times higher than the density of air. This reduces the reliability of the submersible hammer.

Кроме этого, воздухораспределительная трубка установлена на торце хвостовика буровой коронки и в блокировочном режиме перемещается в осевом направлении вниз вместе с ударным поршнем, сохраняя расположение впускных кромок расточки и каналов, соответствующее интенсивному впуску энергоносителя в камеру обратного хода, что ухудшает блокировку, снижает надежность работы, а после прекращения подачи энергоносителя в напорный канал переходника вода из скважины вместе со шламом может проникать в погружной пневмоударник/зашламовывать его, так как в этом устройстве нет обратного клапана. Эти недостатки снижают надежность работы устройства.In addition, the air distribution tube is installed on the end face of the shank of the drill bit and in the blocking mode moves axially downwards along with the shock piston, while maintaining the location of the inlet edges of the bore and channels, which corresponds to the intensive inlet of the energy source into the return chamber, which impairs blocking, reduces the reliability of operation, and after the supply of the energy carrier to the pressure channel of the adapter is stopped, water from the well together with the slurry can penetrate into the submersible hammer / sludge it, t to in this device does not have the check valve. These disadvantages reduce the reliability of the device.

Техническая задача предлагаемого решения заключается в повышении надежности работы за счет обеспечения автоматического выключения погружного пневмоударника при подъеме от забоя скважины, улучшения условий шламозащиты и очистки забоя, дополнительного отделения воды от воздушно-водяной смеси, используемой в качестве энергоносителя, в затрубное пространство скважины через камеру прямого хода и за счет более точного центрирования подвижных деталей.The technical objective of the proposed solution is to increase the reliability by providing automatic shutdown of the submersible hammer when lifting from the bottom of the well, improving the conditions of slurry protection and cleaning the bottom, additional separation of water from the air-water mixture used as an energy carrier into the annulus of the well through the direct chamber stroke and due to more accurate centering of moving parts.

Поставленная задача решается тем, что в погружном пневмоударнике, включающем корпус, в верхней части которого закреплен переходник с напорным каналом, а в нижней части - муфта, в которой установлено буровое долото с хвостовиком и центральным каналом, и размещенные в корпусе ударный поршень с центральным каналом, разделяющий полость корпуса на камеры прямого и обратного хода, ступенчатый распределительный шток с центральным каналом, установленный с возможностью осевого перемещения в напорном канале переходника и в центральном канале ударного поршня, трубчатый вкладыш, закрепленный в центральном канале ступенчатого распределительного штока, согласно предлагаемому решению трубчатый вкладыш нижним концом размещен в центральном канале бурового долота. Большая ступень ступенчатого распределительного штока в нижней ее части выполнена со сферической поверхностью, сопряженной с конической опорной поверхностью кольца, поджатого пружиной, размещенной в седле, установленном в корпусе и ограничивающем осевое перемещение ступенчатого распределительного штока/ в верхней части которого установлен запорный элемент в виде водоотражательного конуса и выполнены радиальные окна.The problem is solved in that in a submersible hammer, which includes a housing, in the upper part of which an adapter with a pressure channel is fixed, and in the lower part - a coupling in which a drill bit with a shank and a central channel is installed, and an impact piston with a central channel dividing the body cavity into forward and reverse cameras, a stepped distribution rod with a central channel installed with the possibility of axial movement in the pressure channel of the adapter and in the central channel of the blow piston, a tubular liner fixed in the Central channel of the stepped distribution rod, according to the proposed solution, the tubular liner with the lower end is placed in the Central channel of the drill bit. A large step of the stepped distribution rod in its lower part is made with a spherical surface mating with a tapered bearing surface of the ring, preloaded by a spring placed in a saddle mounted in the housing and restricting the axial movement of the stepped distribution rod / in the upper part of which is a locking element in the form of a water-reflecting cone and made radial windows.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить надежность работы за счет:The specified set of features can improve the reliability due to:

- улучшения блокировочного режима работы посредством ограничения осевого перемещения ступенчатого распределительного штока к буровому долоту и прекращения подачи энергоносителя в камеру обратного хода при отсутствии опоры под буровым долотом со стороны забоя скважины;- improving the locking mode of operation by limiting the axial movement of the stepped distribution rod to the drill bit and stopping the supply of energy to the reverse chamber in the absence of support under the drill bit from the bottom of the well;

- более точного центрирования ступенчатого распределительного штока в центральном канале ударного поршня посредством выполнения в нижней части большей ступени указанного штока сферической поверхности, сопряженной с конической опорной поверхностью кольца/ поджатого пружиной;- more accurate centering of the stepped distribution rod in the central channel of the shock piston by performing a spherical surface in the lower part of the larger stage of the rod, conjugated with the conical bearing surface of the ring / spring loaded;

- улучшения условий шламозащиты, дополнительного отделения и удаления воды в затрубное пространство скважины через камеру прямого хода посредством установки в верхней части ступенчатого распределительного штока запорного элемента в виде водоотражательного конуса и выполнения радиальных окон;- improving the conditions of sludge protection, additional separation and removal of water into the annulus of the borehole through the forward chamber by installing a shutter element in the form of a water-reflecting cone in the upper part of the stepped distribution rod and making radial windows;

- непрерывной продувки забоя осушенным сжатым воздухом в рабочем и блокировочном режимах посредством размещения нижнего конца трубчатого вкладыша в центральном канале бурового долота.- continuous blowing of the bottom with drained compressed air in operating and blocking modes by placing the lower end of the tubular liner in the central channel of the drill bit.

Целесообразно в корпусе на боковой поверхности хвостовика бурового долота установить центрирующую втулку, опертую на торец муфты. Такое исполнение позволяет более точно центрировать хвостовик бурового долота и ударный поршень, что улучшает передачу энергии удара и, как следствие, надежность работы машины.It is advisable to install a centering sleeve supported on the end face of the coupling in the housing on the side surface of the drill bit shank. This design allows you to more accurately center the shank of the drill bit and the shock piston, which improves the transmission of impact energy and, consequently, the reliability of the machine.

Целесообразно в муфте выполнить дренажный канал для сообщения камеры обратного хода с затрубным пространством скважины. Такое исполнение позволяет при бурении нисходящих скважин устранить заполнение камеры обратного хода водой, что повышает надежность работы машины.It is advisable to carry out a drainage channel in the coupling for communicating the return chamber with the annulus of the well. This design allows when drilling downstream wells to eliminate the filling of the return chamber with water, which increases the reliability of the machine.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения и чертежами, где на фиг.1 показан общий вид погружного пневмоударника, продольный разрез, на котором: правая сторона - в статическом состоянии, а левая сторона - при работе; на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.3 - узел Б на фиг.2 в увеличенном масштабе; на фиг.4 - нижняя часть погружного пневмоударника в блокировочном режиме, продольный разрез.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings, where Fig. 1 shows a general view of a submersible hammer, a longitudinal section in which: the right side is in a static state, and the left side is during operation; figure 2 - node a in figure 1 on an enlarged scale; figure 3 - node B in figure 2 on an enlarged scale; figure 4 - the lower part of the submersible hammer in the locking mode, a longitudinal section.

Погружной пневмоударник (далее - пневмоударник) содержит (фиг.1, 2) корпус 1, в верхней части которого закреплен переходник 2 с напорным каналом 3, а в нижней части закреплена муфта 4, в которой установлено буровое долото 5 с хвостовиком 6 и центральным каналом 7. Размещенный в корпусе 1 ударный поршень 8 с центральным каналом разделяет полость корпуса 1 на камеру 9 обратного хода и камеру 10 прямого хода. Ступенчатый распределительный шток 11 с центральным каналом 12 установлен с возможностью осевого перемещения в центральном канале ударного поршня 8 и в напорном канале 3 переходника 2, а в центральном канале 12 ступенчатого распределительного штока 11 закреплен трубчатый вкладыш 13, который нижним концом размещен в центральном канале 7 бурового долота 5. Большая ступень ступенчатого распределительного штока 11 в нижней ее части выполнена (фиг.3) со сферической поверхностью 14 (где R - радиус сферы), сопряженной с конической опорной поверхностью кольца 15, поджатого пружиной 16, размещенной в седле 17, установленном в корпусе 1 и ограничивающем осевое перемещение ступенчатого распределительного штока 11. В верхней части последнего установлен запорный элемент в виде водоотражательного конуса 18 и выполнены радиальные окна 19, которыми напорный канал 3 переходника 2 сообщен с центральным каналом 12 ступенчатого распределительного штока 11. В указанном штоке 11 выполнены продольные каналы 20 и 21, отверстия 22 и радиальные каналы 23.The submersible hammer (hereinafter referred to as the hammer) comprises (1, 2) a housing 1, in the upper part of which an adapter 2 is fixed with a pressure channel 3, and a coupling 4 is fixed in the lower part, in which a drill bit 5 with a shank 6 and a central channel is mounted 7. The shock piston 8 located in the housing 1 with the central channel separates the cavity of the housing 1 into the reverse chamber 9 and the forward chamber 10. A stepped distribution rod 11 with a central channel 12 is mounted for axial movement in the central channel of the shock piston 8 and in the pressure channel 3 of the adapter 2, and a tubular insert 13 is fixed in the central channel 12 of the stepped distribution rod 11, which is located at the bottom of the central channel 7 of the drilling bit 5. A large step of a stepped distribution rod 11 in its lower part is made (Fig. 3) with a spherical surface 14 (where R is the radius of the sphere) conjugated with a conical supporting surface ring 15, preloaded by a spring 16 located in the saddle 17, mounted in the housing 1 and restricting the axial movement of the stepped distribution rod 11. In the upper part of the latter, a locking element is installed in the form of a water-reflecting cone 18 and radial windows 19 are made, through which the pressure channel 3 of adapter 2 is communicated with the Central channel 12 of the stepped distribution rod 11. In the specified rod 11 is made of longitudinal channels 20 and 21, holes 22 and radial channels 23.

В корпусе 1 на боковой поверхности хвостовика 6 бурового долота 5 установлена центрирующая втулка 24, опертая на торец муфты 4. В муфте 4 выполнен дренажный канал 25 для сообщения камеры 9 обратного хода с затрубным пространством скважины через зазоры подвижного шлицевого соединения 26 хвостовика 6 и муфты 4. В блокировочном режиме движение бурового долота 5 ограничено шпонкой 27 (фиг.1, 4). На седле 17 размещена распределительная коробка 28, на которой установлен питающий клапан 29 (фиг.2) с возможностью осевого перемещения. Распределительная коробка 28 имеет напорные каналы 30 и разрядные каналы 31 и 32, а в корпусе 1 выполнены разрядные отверстия 33 и выхлопные окна 34. Ударный поршень 8 имеет расточки 35, 36, проточку 37 и каналы 38.In the housing 1, on the side surface of the shank 6 of the drill bit 5, a centering sleeve 24 is mounted, supported on the end face of the coupling 4. In the coupling 4, a drainage channel 25 is made for communicating the return chamber 9 with the annulus of the well through the gaps of the movable spline connection 26 of the shank 6 and the coupling 4 . In the locking mode, the movement of the drill bit 5 is limited by the key 27 (Fig.1, 4). On the saddle 17 there is a junction box 28 on which a supply valve 29 is installed (Fig. 2) with the possibility of axial movement. Junction box 28 has pressure channels 30 and discharge channels 31 and 32, and discharge openings 33 and exhaust windows 34 are made in housing 1. The impact piston 8 has bores 35, 36, a groove 37 and channels 38.

Пневмоударник работает следующим образом. Энергоноситель из магистрали подается в напорный канал 3 переходника 2 (фиг.1, 2, правая сторона), и запорный элемент, выполненный в виде водоотражательного конуса 18, вместе со ступенчатым распределительным штоком 11 перемещаются вниз, сжимая пружину 16, до упора кольца 15 в торец седла 17, останавливая перемещение (фиг.1, 2, левая сторона). При этом сферическая поверхность 14 центрирует ступенчатый распределительный шток 11 в плавающем режиме, сопрягаясь с конической опорной поверхностью кольца 15. Это способствует соосной установке ступенчатого распределительного штока 11 и ударного поршня 8, что снижает силы трения, повышая надежность работы.The hammer works as follows. The energy carrier from the line is fed into the pressure channel 3 of the adapter 2 (Fig. 1, 2, the right side), and the shut-off element, made in the form of a water-reflecting cone 18, together with a stepped distribution rod 11 are moved down, compressing the spring 16, until the stop ring 15 in the end face of the saddle 17, stopping the movement (Fig.1, 2, the left side). In this case, the spherical surface 14 centers the stepped distribution rod 11 in the floating mode, mating with the conical bearing surface of the ring 15. This facilitates the coaxial installation of the stepped distribution rod 11 and the shock piston 8, which reduces the friction forces, increasing the reliability of operation.

Энергоноситель из напорного канала 3 через радиальные окна 19, центральный канал 12 и радиальные каналы 23 ступенчатого распределительного штока 11 поступает в расточку 35 ударного поршня 8. При работе пневмоударника расточка 35 постоянно сообщена с напорным трактом и в зависимости от положения ударного поршня 8 в корпусе 1 происходит подача энергоносителя или в камеру 9 обратного хода через продольные каналы 20 и расточку 36 или в камеру 10 прямого хода через продольные каналы 21 ступенчатого распределительного штока 11.The energy carrier from the pressure channel 3 through the radial windows 19, the central channel 12 and the radial channels 23 of the stepped distribution rod 11 enters the bore 35 of the shock piston 8. During the operation of the hammer, the boring 35 is constantly in communication with the pressure path and depending on the position of the shock piston 8 in the housing 1 the energy carrier is supplied either to the reverse chamber 9 through the longitudinal channels 20 and the bore 36 or to the forward chamber 10 through the longitudinal channels 21 of the stepped distribution rod 11.

При нижнем положении ударного поршня 8 в корпусе 1 энергоноситель из расточки 35 через продольные каналы 20 и расточку 36 поступает в камеру 9 обратного хода и начинается обратный ход (фиг.1, левая сторона). При движении ударного поршня 8 расточка 35 уходит из зоны расположения продольных каналов 20, и подача энергоносителя в камеру 9 обратного хода прекращается. При этом на некотором пути движения ударного поршня 8 энергоноситель в камере 9 обратного хода работает с расширением, обеспечивая увеличение скорости движения, а в дальнейшем, при открытии ударным поршнем 8 выхлопных окон 34 происходит выхлоп из камеры 9 обратного хода через проточку 37 и каналы 38. При дальнейшем движении ударного поршня 8 продольные каналы 21 сообщаются с расточкой 35, и энергоноситель поступает в камеру 10 прямого хода. Происходит торможение ударного поршня 8 и увеличение результирующей силы, действующей на переднюю торцовую поверхность питающего клапана 29, и так как полость между питающим клапаном 29 и распределительной коробкой 28 постоянно сообщена с атмосферой через разрядные каналы 31, 32 и разрядные отверстия 33, то питающий клапан 29 перекидывается в положение до упора в торцовую поверхность распределительной коробки 28. Происходит подача энергоносителя в камеру 10 прямого хода из напорного канала 3 переходника 2 через напорные каналы 30 распределительной коробки 28 и по образовавшемуся зазору между передним торцом питающего клапана 29 и седлом 17. Ударный поршень 8 останавливается и начинается прямой ход.In the lower position of the shock piston 8 in the housing 1, the energy carrier from the bore 35 through the longitudinal channels 20 and the bore 36 enters the reverse chamber 9 and the reverse stroke begins (Fig. 1, left side). When the shock piston 8 moves, the bore 35 leaves the area of the longitudinal channels 20, and the energy supply to the return chamber 9 is stopped. At the same time, on some path of movement of the shock piston 8, the energy carrier in the reverse chamber 9 works with expansion, providing an increase in the speed of movement, and later, when the shock piston 8 opens the exhaust windows 34, the exhaust from the reverse chamber 9 passes through the groove 37 and channels 38. With further movement of the shock piston 8, the longitudinal channels 21 communicate with the bore 35, and the energy carrier enters the forward-running chamber 10. The shock piston 8 is braked and the resulting force acting on the front end surface of the supply valve 29 increases, and since the cavity between the supply valve 29 and the junction box 28 is constantly in communication with the atmosphere through the discharge channels 31, 32 and the discharge holes 33, the supply valve 29 throws into position until it stops in the end surface of the junction box 28. There is a supply of energy to the camera 10 forward stroke from the pressure channel 3 of the adapter 2 through the pressure channels 30 distribution second box 28 and a gap is formed between the front end of the supply valve 29 and the seat 17. The percussion piston 8 is stopped and the forward stroke begins.

После открытия ударным поршнем 8 выхлопных окон 34 из камеры 10 прямого хода происходит выхлоп, давление под передним торцом питающего клапана 29 падает и под действием давления энергоносителя, поступающего через напорные каналы 30 распределительной коробки 28, питающий клапан 29 перекидывается в крайнее нижнее положение, подача энергоносителя в камеру 10 прямого хода прекращается, ударный поршень 8 наносит удар по буровому долоту 5, при этом центрирующая втулка 24 поддерживает хвостовик 6 бурового долота 5 соосно ударному поршню 8, что улучшает передачу энергии удара на забой скважины, повышая надежность работы. После удара камера 9 обратного хода наполняется энергоносителем и цикл повторяется.After the exhaust piston 8 opens the exhaust ports 34 from the forward-flow chamber 10, exhaust occurs, the pressure under the front end of the supply valve 29 drops, and under the influence of the pressure of the energy supply coming through the pressure channels 30 of the distribution box 28, the supply valve 29 is thrown to its lowest position, the energy supply the forward stroke chamber 10 stops, the shock piston 8 strikes the drill bit 5, while the centering sleeve 24 supports the shank 6 of the drill bit 5 coaxially with the shock piston 8, which improves soap has impact energy downhole, increasing reliability. After the impact, the reverse chamber 9 is filled with energy and the cycle repeats.

В предложенном пневмоударнике при работе на энергоносителе в виде воздушно-водяной смеси вода, как более тяжелая фракция, направляется водоотражательным конусом 18 на стенки напорного канала 3 переходника 2 и часть воды по напорным каналам 30 через зазор между питающим клапаном 29 и седлом 17 поступает в камеру 10 прямого хода и через выхлопные окна 34, расположенные в нижней части камеры 10, удаляется в затрубное пространство скважины. В радиальные окна 19 и в центральный канал 12 ступенчатого распределительного штока 11 энергоноситель поступает уже с уменьшенной концентрацией воды, которая накапливается в кольцевом пространстве, образованном трубчатым вкладышем 13 и поверхностью центрального канала 12, и через отверстия 22, расточку 35, продольный канал 20/ расточку 36 поступает в камеру 9 обратного хода.In the proposed hammer, when working on an energy carrier in the form of an air-water mixture, water, as a heavier fraction, is directed by the water-reflecting cone 18 to the walls of the pressure channel 3 of the adapter 2 and part of the water flows through the pressure channels 30 through the gap between the supply valve 29 and the seat 17 into the chamber 10 forward stroke and through the exhaust windows 34 located in the lower part of the chamber 10, is removed into the annulus of the well. The energy carrier enters the radial windows 19 and the central channel 12 of the stepped distribution rod 11 with a reduced concentration of water, which accumulates in the annular space formed by the tubular liner 13 and the surface of the central channel 12, and through the openings 22, the bore 35, the longitudinal channel 20 / bore 36 enters the reverse chamber 9.

При бурении нисходящих скважин вода не накапливается в нижней части камеры 9 обратного хода, а непрерывно удаляется в затрубное пространство скважины через зазоры подвижного шлицевого соединения 26 и дренажный канал 25, выполненный в муфте 4, что повышает надежность работы. При этом осуществляется непрерывная продувка забоя скважины осушенным сжатым воздухом через трубчатый вкладыш 13, что улучшает очистку забоя за счет снижения липкости шлама, повышая надежность работы.When drilling downstream wells, water does not accumulate in the lower part of the reverse chamber 9, but is continuously removed into the annulus of the well through the gaps of the movable splined joint 26 and the drainage channel 25 made in the coupling 4, which increases the reliability of operation. In this case, continuous blowing of the bottom of the well by drained compressed air through the tubular liner 13 is carried out, which improves the cleaning of the bottom by reducing the stickiness of the sludge, increasing the reliability of operation.

В блокировочном режиме работы (фиг.4) буровое долото 5 выходит из муфты 4 на блокировочный ход и удерживается шпонкой 27, ударный поршень 8 перемещается до упора в центрирующую втулку 24, камера 9 обратного хода сообщается через зазоры подвижного шлицевого соединении 26 с атмосферой, а осевое перемещение ступенчатого распределительного штока 11 ограничено конической опорной поверхностью кольца 15 (фиг.2, левая сторона), поджатого пружиной 16, размещенной в седле 17. При этом подача энергоносителя в камеру 9 обратного хода прекращается, так как расточка 35 не сообщается через продольный канал 20 с расточкой 36, а в камеру 10 прямого хода поступает энергоноситель через радиальные каналы 23. Пневмоударник автоматически выключается, что повышает надежность работы (фиг.4).In the locking mode of operation (Fig. 4), the drill bit 5 exits from the coupling 4 to the locking stroke and is held by the key 27, the shock piston 8 is moved all the way into the centering sleeve 24, the return chamber 9 is communicated through the gaps of the movable splined joint 26 with the atmosphere, and the axial movement of the stepped distribution rod 11 is limited by the conical supporting surface of the ring 15 (figure 2, the left side), pressed by a spring 16 located in the saddle 17. In this case, the energy supply to the return chamber 9 is stopped, since the bore 35 is not communicated through a longitudinal channel 20 with a bore 36, and energy is delivered to the forward-flow chamber 10 through radial channels 23. The hammer is automatically turned off, which increases the reliability of operation (Fig. 4).

В случае прекращения подачи энергоносителя сжатая пружина 16 поднимает кольцо 15 вместе со ступенчатым распределительным штоком 11 до упора запорного элемента, выполненного в виде водоотражательного конуса 18, в коническую поверхность напорного канала 3 переходника 2. При этом в верхней части пневмоударника образуется замкнутый воздушный объем, который препятствует проходу воды из затрубного пространства скважины в верхнюю часть пневмоударника и предохраняет его от зашламовывания.In the event of a power supply failure, the compressed spring 16 lifts the ring 15 together with the stepped distribution rod 11 to the stop of the locking element, made in the form of a water-reflecting cone 18, in the conical surface of the pressure channel 3 of the adapter 2. In this case, a closed air volume is formed in the upper part of the hammer, which prevents the passage of water from the annulus of the well into the upper part of the hammer and protects it from sludge.

Claims (3)

1. Погружной пневмоударник, включающий корпус, в верхней части которого закреплен переходник с напорным каналом, а в нижней части - муфта, в которой установлено буровое долото с хвостовиком и центральным каналом, и размещенные в корпусе ударный поршень с центральным каналом, разделяющий полость корпуса на камеры прямого и обратного хода, ступенчатый распределительный шток с центральным каналом, установленный с возможностью осевого перемещения в напорном канале переходника и в центральном канале ударного поршня, трубчатый вкладыш, закрепленный в центральном канале ступенчатого распределительного штока, отличающийся тем, что трубчатый вкладыш нижним концом размещен в центральном канале бурового долота, а большая ступень ступенчатого распределительного штока в нижней ее части выполнена со сферической поверхностью, сопряженной с конической опорной поверхностью кольца, поджатого пружиной, размещенной в седле, установленном в корпусе и ограничивающем осевое перемещение ступенчатого распределительного штока, в верхней части которого установлен запорный элемент в виде водоотражательного конуса и выполнены радиальные окна.1. A submersible hammer, which includes a housing, in the upper part of which an adapter with a pressure channel is fixed, and in the lower part, a coupling in which a drill bit with a shank and a central channel is installed, and an impact piston with a central channel placed in the housing, which divides the housing cavity into forward and reverse cameras, a stepped distribution rod with a central channel, mounted with the possibility of axial movement in the pressure channel of the adapter and in the central channel of the shock piston, tubular insert, fixed lined in the Central channel of the stepped distribution rod, characterized in that the tubular liner with the lower end is placed in the Central channel of the drill bit, and a large step of the stepped distribution rod in its lower part is made with a spherical surface mating with the conical bearing surface of the ring, preloaded by a spring placed in a saddle mounted in the housing and limiting the axial movement of the stepped distribution rod, in the upper part of which a locking element is installed in the form of reflective cone and made radial windows. 2. Погружной пневмоударник по п.1, отличающийся тем, что в корпусе на боковой поверхности хвостовика бурового долота установлена центрирующая втулка, опертая на торец муфты.2. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that a centering sleeve mounted on the end face of the coupling is installed in the housing on the lateral surface of the shank of the drill bit. 3. Погружной пневмоударник по п.1, отличающийся тем, что в муфте выполнен дренажный канал для сообщения камеры обратного хода с затрубным пространством скважины.

3. The submersible hammer according to claim 1, characterized in that a drainage channel is made in the coupling for communicating the return chamber with the annulus of the well.