Гидроударник для бурения скважин

(51) 21 4/14 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ В гидроударнике для бурения скважин корпус выполнен составным из жестко соединенной верхней и нижней половинки, продольные отверстия в них проведены соосными, центральный канал расположен в нижней половинке корпуса, где между центральным каналом и продольными соосными отверстиями параллельно к ним выполнены промежуточные отверстия имеющие совмещенные перекрытия и гидравлическое сообщение снизу с продольными соосными отверстиями, сверху с центральным каналом, при этом между половинками корпуса на подшипниковой основе установлена клапанная коробка с возможностью вращения корпуса относительно нее, причем клапанная коробка снабжена сквозными на ее высоту кольцевыми полостями полуцилиндрической формы по протяженности, расположенные противоположно с образованием между ними целиков, периодически перекрывающих продольные соосные отверстия, где протяженность кольцевых полостей больше, чем ширина целиков, а с внешней стороны клапанная коробка оснащена диаметрально размещенными выступами близкими к диаметру скважины.(72) Мендебаев Токтамыс Нусипхулович Смашов Нурлан Жаксибекович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Компания Жайлау Акционерное общество Фонд науки(54) ГИДРОУДАРНИК ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к забойным средствам бурения скважин используемых для создания ударных нагрузок на породоразрушающий инструмент. Задача - повышение эффективности работы гидроударника для бурения скважин. Технический результат усиление интенсивности периодически создаваемой промывочной жидкостью ударной нагрузки и придания ей последовательно противоположной направленности сверху вниз и снизу верх. 24034 Изобретение относится к забойным средствам бурения скважин используемых для создания ударных нагрузок на породоразрущающий инструмент. Известно гидроударное устройство дня бурового долота, включающее полый корпус, в котором размещены втулка с осевым каналом и наковальня,где создания ударной нагрузки и пульсации потока промывочной жидкости происходит за счет появления кавитационной полости в корпусе. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1062366, кл. 21 В 4/14, 1983. Недостаток известного устройства - низкая вероятность появления периодической кавитации в полости корпуса, чем снижается надежность работы устройства. Известен гидроударник для бурение скважин,содержащий корпус с продольными отверстиями и центральным каналом, клапанную коробку а виде втулки. Патент Российской Федерации 2167255,кл. Е 21 В 4/14,2001. Указанный гидроударник для бурения скважин по назначению и конструктивному исполнению наиболее близок к предполагаемому изобретению, и может быть принят в качестве прототипа. Недостаток прототипа низкая интенсивность и однонаправленность ударной нагрузки создаваемой промывочной жидкостью в пульсационном режиме,что снижает эффективность работы гидроударника. Задача изобретенияповышение эффективности работы гидроударника для бурения скважин. Технический результат усиление интенсивности периодически создаваемой промывочной жидкостью ударной нагрузки и придания ей последовательно противоположной направленности сверху вниз и снизу верх. Это достигается тем, что в гидроударнике для бурения скважин,содержащим корпус с продольными отверстиями и центральным каналом,клапанную коробку а виде втулки, согласно изобретению, корпус выполнен составным из жестко соединенной верхней и нижней половинки,продольные отверстия в них проведены соосными,центральный канал расположен в нижней половинке корпуса, где между центральным каналом и продольными соосными отверстиями параллельно к ним выполнены промежуточные отверстия имеющие совмещенные перекрытия и гидравлическое сообщение снизу с продольными соосными отверстиями, сверху с центральным каналом, при этом между половинками корпуса на подшипниковой основе установлена клапанная коробка с возможностью вращения корпуса относительно нее, причем клапанная коробка снабжена сквозными на ее высоту кольцевыми полостями полуцилиндрической формы по протяженности, расположенные противоположно с образованием между ними целиков, периодически перекрывающих продольные соосные отверстия, где протяженность кольцевых полостей больше, чем ширина целиков, а с внешней стороны клапанная коробка оснащена диаметрально размещенными выступами близкими к диаметру скважины. 2 Совокупностью отличительных признаков изобретения в конструкции гидроударника для бурения скважин промывочной жидкостью периодически создается последовательно направленная ударная нагрузка сначала верх вниз на целики клапанной коробки передаваемой на нижнюю половинку корпуса, затем на совмещенные перекрытия продольных соосных отверстии и промежуточных отверстии, далее снизу верх на совмещенные перекрытия промежуточных отверстии и центрального канала, тем самым достигается усиление интенсивности и последовательно противоположной направленности ударной нагрузки в пульсационном режиме промывочной жидкости, вызывающий резонансный,возвратно-поступательный вид бурения скважин с ускорением циркуляции промывочной жидкости. При этом установкой клапанной коробки между половинками корпуса на подшипниковой основе и оснащением внешней стороны клапанной коробки диаметрально размещенными выступами близкими к диаметру скважины исключается вращения клапанной коробки, что в совокупности с признаком протяженность кольцевых полостей полуцилиндрической формы больше, чем ширина целиков образованных между ними, обеспечивают сохранения последовательности происхождения ударных нагрузок с отделением во времени моментов и приложения сверху вниз и снизу верх,что предусматривает сохранения силы ударных нагрузок. Приведенные признаки изобретения имеют причинно-следственную связь,достигается повышение эффективности работы гидроударника для бурения скважин, явным образом не вытекают из существующего уровня техники. На фиг. 1 изображен общий вид гидроударника для бурения скважин, на фиг.2 разрез по А-А на фиг. 1. Гидроударник для бурения скважин содержит корпус состоящий из жестко соединенной верхней 1 и нижней половинки 2 с соответствующими продольными соосными отверстиями 3 и 4 и центральным каналом 5, расположенный в нижней половинке 2 корпуса. Между центральным каналом 5 и продольными соосными отверстиями 4 параллельно к ним выполнены промежуточные отверстия 6, имеющие совмещенные перекрытия 7 и гидравлическое сообщение снизу с продольными соосными отверстиями 4, а сверху совмещенные перекрытия 8 и гидравлическое сообщение с центральным каналом 5. Между половинками 1 и 2 корпуса на подшипниковой основе 9 с возможностью вращения корпуса относительно нее установлена клапанная коробка в виде втулки 10, снабженная сквозными на ее высоту кольцевыми полостями полуцилиндрической формы по протяженности 11 с образованием между ними целиков 12,периодически перекрывающие продольные соосные отверстия 3 и 4. При этом протяженность кольцевых полостей 11 больше, чем ширины целиков 12. 24034 С внешней стороны клапанная коробка 10 оснащена диаметрально размешенными выступами 13 близкими к диаметру скважины (не показана). Гидроударник для бурения скважин работает следующим образом. При вращении корпуса состоящий из верхней 1 и нижней половинки 2,когда продольные соосные отверстия 3 и 4 находятся в пределах кольцевой полости 11 подаваемый поток промывочной жидкости протекая по ними создает последовательную ударную нагрузку сверху вниз на совмещенные перекрытия 7 и снизу верх через промежуточные отверстия 6 на совмещенные перекрытия 8, и далее через центральный канал 5 поступает на забой скважины. При перекрытии целиком 12 клапанной коробки 10 продольных соосных отверстий 3 и 4, в связи с резким ростом давления происходит ударная нагрузка промывочной жидкости передаваемой через целик 12 на нижнюю половинку 2 корпуса. При этом невращение клапанной коробки 10 обеспечивается наличием подшипниковой основы 9 и выступами 13 диаметрально размещенными на внешней стороне клапанной коробки 10. Далее, при вращательном движении корпуса продольные соосные отверстия 3 и 4 вновь попадают в пределы кольцевой полости 11, и ускоренный поток промывочной жидкости связанный с ростом давления создает усиленную ударную нагрузку последовательно сверху вниз на совмещенные перекрытия 7 и снизу верх на совмещенные перекрытия 8, вызывая резонансный,возвратно-поступательный вид бурения скважин. Далее цикл повторяется. Эксперименты проведенные с опытными образцами гидроударников для бурения скважин изготовленные в соответствии с признаками изобретения показали высокие значения их рабочих характеристик по сравнению с серийными гидроударниками, а именно на частоте и силе ударных нагрузок. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гидроударник для бурения скважин,содержащий корпус с продольными отверстиями и центральным каналом, клапанную коробку в виде втулки, отличающийся тем, что корпус выполнен составным из жестко соединенной верхней и нижней половинки, продольные отверстия в них проведены соосными,центральный канал расположен в нижней половинке корпуса, где между центральным каналом и продольными соосными отверстиями параллельно к ним выполнены промежуточные отверстия имеющие совмещенные перекрытия и гидравлическое сообщение снизу с продольными соосными отверстиями, сверху с центральным каналом,при этом между половинками корпуса на подшипниковой основе установлена клапанная коробка с возможностью вращения корпуса относительно нее, причем клапанная коробка снабжена сквозными на ее высоту кольцевыми полостями полуцилиндрической формы по протяженности,расположенные противоположно с образованием между ними целиков,периодически перекрывающие продольные соосные отверстия, а с внешней стороны клапанная коробка оснащена диаметрально размещенными выступами, близкими к диаметру скважины. 2. Гидроударник для бурения скважин по п.1,отличающийся тем, что протяженность кольцевых полостей полуцилиндрической формы больше, чем ширина целиков, образованных между ними.