RU159850U1

RU159850U1 - SHOCK ASSEMBLY FOR SHOCK AND ROTARY DRILLING

Info

Publication number: RU159850U1
Application number: RU2015122158/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Васенин; Лев Алексеевич Саруев; Игорь Васильевич Кузнецов
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2016-02-20

Abstract

Ударный узел установки ударно-вращательного бурения, содержащий гидравлически соединенные между собой гидропульсатор с приводом, устройство для коррекции формы гидравлических импульсов и силовой гидроцилиндр с поршнем, соприкасающимся с хвостовиком колонны буровых штанг, гидропульсатор выполнен в виде цилиндра с плунжером, а устройство для коррекции формы гидравлических импульсов выполнено в виде полого упругого элемента с нелинейной характеристикой, заполненного жидкостью, отличающийся тем, что в силовом гидроцилиндре установлен сильфон, соединенный полым упругим элементом с гидропульсатором, образуя единую замкнутую полость, заполненную жидкостью, сильфон одной стороной жестко соединен с подпружиненным поршнем, а другой - с подпружиненной инерционной массой.The shock assembly of the rotary-shock drilling installation, comprising a hydraulic pulsator hydraulically interconnected with a drive, a device for correcting hydraulic pulse shapes and a power hydraulic cylinder with a piston in contact with the shank of the drill string, the hydraulic pulsator is made in the form of a cylinder with a plunger, and a device for correcting the shape of hydraulic pulses made in the form of a hollow elastic element with a nonlinear characteristic filled with liquid, characterized in that the power cylinder is installed a bellows connected by a hollow elastic element with a hydro-pulsator, forming a single closed cavity filled with liquid, the bellows is rigidly connected on one side to a spring-loaded piston, and on the other to a spring-loaded inertial mass.

Description

Полезная модель относится к установкам для комбинированного ударно-вращательного бурения с раздельными приводами для ударного и вращательного бурения, а именно к ударным узлам установок. Может найти применение при проходке горизонтальных и наклонных скважин в подземных условиях и на карьерах.The utility model relates to rigs for combined rotary percussion drilling with separate drives for percussion and rotary drilling, namely to percussion units of the rigs. It can find application in the drilling of horizontal and deviated wells in underground conditions and in quarries.

Известны следующие патенты РФ на полезную модель №№69135, 71369, 79923, 79924, 124298.The following patents of the Russian Federation for utility model No. 69135, 71369, 79923, 79924, 124298 are known.

Известен «Ударный узел бурового станка для проходки скважин в подземных условиях» (патент РФ №69135 на полезную модель, публ. 2007., МПК E21B 6/02). Ударный узел бурового станка выполнен в виде генератора ударных гидравлических импульсов, который состоит из гидравлически связанных между собой гидропульсатора с приводом, устройства для коррекции формы гидравлических импульсов и силового гидроцилиндра с поршнем, соприкасающимся с хвостовиком колонны буровых штанг.The well-known "Impact node of a drilling rig for drilling wells in underground conditions" (RF patent No. 69135 for utility model, publ. 2007., IPC E21B 6/02). The shock assembly of the drilling rig is made in the form of a shock hydraulic pulse generator, which consists of a hydropulsator with a drive hydraulically interconnected, a device for correcting the shape of the hydraulic pulses and a power hydraulic cylinder with a piston in contact with the shank of the drill string.

Недостаток полезной модели состоит в том, что при работе ударного узла в соединениях его подвижных элементов происходит утечка рабочей жидкости, вследствие чего давление рабочей жидкости в гидросистеме узла постепенно падает. В результате этого снижается амплитуда и, соответственно, ударная мощность гидравлического импульса, что существенным образом сказывается на эффективности проходки скважины.A disadvantage of the utility model is that during the operation of the shock assembly in the joints of its movable elements, a leak of the working fluid occurs, as a result of which the pressure of the working fluid in the hydraulic system of the assembly gradually decreases. As a result of this, the amplitude and, accordingly, the shock power of the hydraulic pulse are reduced, which significantly affects the efficiency of well drilling.

Известен «Ударный узел установки ударно-вращательного бурения» (патент РФ №79924 на полезную модель, публ. 2009., МПК E21B 6/04. Прототип). Ударный узел состоит из гидропульсатора с приводом, устройства для коррекции формы гидравлических импульсов и силового гидроцилиндра с поршнем, компенсатором утечки рабочей жидкости из гидросистемы, который состоит из двух трубопроводов, обратного клапана, насоса с приводом, емкости для рабочей жидкости и датчика давления. Одним трубопроводом гидросистема узла через обратный клапан сообщена с насосом, другим трубопроводом насос сообщается с емкостью для рабочей жидкости, а привод насоса связан с датчиком давления рабочей жидкости, которым оснащена гидросистема узла.The well-known "Impact unit installation of shock-rotary drilling" (RF patent No. 79924 for utility model, publ. 2009., IPC E21B 6/04. Prototype). The shock assembly consists of a hydraulic pulsator with a drive, a device for correcting the shape of hydraulic pulses and a power hydraulic cylinder with a piston, a compensator for leakage of the working fluid from the hydraulic system, which consists of two pipelines, a check valve, a pump with a drive, a tank for the working fluid and a pressure sensor. The hydraulic system of the unit is connected to the pump through a non-return valve with one pipeline, the pump communicates with the reservoir for the working fluid with the other pipeline, and the pump drive is connected to the pressure sensor of the working fluid with which the hydraulic system of the unit is equipped.

Недостаток полезной модели - ударный узел имеет технически сложную схему компенсации утечек рабочей жидкости из гидросистемы.A disadvantage of the utility model is that the shock assembly has a technically complicated scheme for compensating for leaks of the working fluid from the hydraulic system.

Задача - повышение надежности работы ударного узла установки.The task is to increase the reliability of the shock assembly unit.

Ударный узел установки ударно-вращательного бурения содержит гидравлически соединенные между собой гидропульсатор с приводом. Устройство для коррекции формы гидравлических импульсов и силовой гидроцилиндр с поршнем, соприкасающемся с хвостовиком колонны буровых штанг. Гидропульсатор выполнен в виде цилиндра с плунжером, а устройство для коррекции формы гидравлических импульсов выполнено в виде полого упругого элемента с нелинейной характеристикой, заполненного жидкостью. В силовом гидроцилиндре установлен сильфон, соединенный полым упругим элементом с гидропульсатором. Образуя единую замкнутую полость заполненную жидкостью, сильфон одной стороной жестко соединен с подпружиненным поршнем, а другой с подпружиненной инерционной массой.The shock assembly of the rotary-shock drilling installation comprises a hydropulsator with a drive hydraulically interconnected. A device for correcting the shape of hydraulic pulses and a power hydraulic cylinder with a piston in contact with the shank of the drill string. The hydraulic pulsator is made in the form of a cylinder with a plunger, and the device for correcting the shape of hydraulic pulses is made in the form of a hollow elastic element with a nonlinear characteristic filled with liquid. A bellows is installed in the power hydraulic cylinder, which is connected by a hollow elastic element with a hydraulic pulsator. Forming a single closed cavity filled with liquid, the bellows is rigidly connected to one spring-loaded piston and the other to a spring-loaded inertial mass.

Гидропульсатор выполнен в виде цилиндра с плунжером. Устройство для коррекции формы гидравлических импульсов представляет собой полый упругий элемент с нелинейной характеристикой, заполненный жидкостью. Полый упругий элемент одним концом соединен с гидропульсатором, а противоположной - с сильфоном, образуя единую замкнутую полость, заполненную жидкостью. Сильфон одной стороной жестко крепится к поршню, а другой - к подпружиненной инерционной массе. Силовой гидроцилиндр выполняет роль защитного корпуса для сильфона.The hydraulic pulsator is made in the form of a cylinder with a plunger. A device for correcting the shape of hydraulic pulses is a hollow elastic element with a nonlinear characteristic, filled with liquid. A hollow elastic element is connected at one end to a hydropulsator, and at the opposite end to a bellows, forming a single closed cavity filled with liquid. The bellows is fixed on one side to the piston, and the other to a spring-loaded inertial mass. The power hydraulic cylinder acts as a protective housing for the bellows.

На фиг. 1 изображен ударный узел установки ударно-вращательного бурения.In FIG. 1 shows a shock assembly of a rotary hammer drilling rig.

Ударный узел содержит гидравлически соединенные между собой гидропульсатор 1, содержащий привод 2, плунжер 3, расположенный в гидравлическом цилиндре 4. Полости гидравлического цилиндра 4 через упругий элемент 5 соединены с полостью сильфона 6 и заполнены рабочей жидкостью. Защитный корпус 7 содержит пружину 8, опирающуюся на инерционную массу 9. Подпружиненная инерционная масса 9 прикреплена к торцу силового гидроцилиндра 10 соединенного с полостью сильфона 6. Полость сильфона 6 жестко соединена с подпружиненным поршнем 11, опирающимся на хвостовик 12 колонны буровых штанг 13.The shock assembly comprises a hydropulsator 1 hydraulically interconnected, comprising a drive 2, a plunger 3 located in the hydraulic cylinder 4. The cavities of the hydraulic cylinder 4 are connected through the elastic element 5 to the bellows cavity 6 and are filled with working fluid. The protective housing 7 contains a spring 8, based on the inertial mass 9. A spring-loaded inertial mass 9 is attached to the end of the power hydraulic cylinder 10 connected to the bellows cavity 6. The bellows cavity 6 is rigidly connected to the spring-loaded piston 11, which is supported by the shank 12 of the drill string string 13.

При включении привода 2 гидропульсатора 1 плунжер 3 совершает в гидравлическом цилиндре 4 возвратно-поступательные движения. Они вызывают образование гидравлических импульсов с формой, характеризуемой плавным нарастанием фронтальной части импульсов. Эти гидравлические импульсы, в свою очередь, вызывают в полом упругом элементе 5 вынужденные колебания рабочей жидкости. Затем сформированный ударный гидравлический импульс поступает в сильфон 6, воздействует на подпружиненный поршень 11 и через хвостовик 12 по колонне буровых штанг 13 достигает бурового долота.When you turn on the actuator 2 of the pulsator 1, the plunger 3 performs a reciprocating movement in the hydraulic cylinder 4. They cause the formation of hydraulic pulses with a shape characterized by a smooth increase in the front of the pulses. These hydraulic impulses, in turn, cause forced vibrations of the working fluid in the hollow elastic element 5. Then, the generated hydraulic shock pulse enters the bellows 6, acts on the spring-loaded piston 11 and reaches the drill bit through the shank 12 along the drill string 13.

Технический результат полезной модели: упрощение конструкции, обеспечение герметичности гидравлически связанных элементов ударного узла и исключение простоя бурового оборудования из-за необходимости долива рабочей жидкости в гидросистему вручную.The technical result of the utility model: simplifying the design, ensuring the tightness of hydraulically coupled elements of the shock assembly and eliminating downtime of drilling equipment due to the need to manually add hydraulic fluid to the hydraulic system.

Claims

The shock assembly of the rotary-shock drilling installation, comprising a hydraulic pulsator hydraulically interconnected with a drive, a device for correcting the shape of hydraulic pulses and a power hydraulic cylinder with a piston in contact with the shank of the drill string, the hydraulic pulsator is made in the form of a cylinder with a plunger, and a device for correcting the shape of the hydraulic pulses are made in the form of a hollow elastic element with a nonlinear characteristic filled with liquid, characterized in that the power cylinder is installed a bellows connected by a hollow elastic element with a hydro-pulsator, forming a single closed cavity filled with liquid, the bellows is rigidly connected on one side to a spring-loaded piston, and on the other to a spring-loaded inertial mass.