Гидроударники
Современные технические средства для гидроударного бурения позволяют сооружать скважины как в крепких породах, так и в породах средней крепости породоразрушающим инструментом диаметром 93, 76 и 59 мм. Коронки диаметром 115 мм применяются редко, в основном при бурении гидрогеологических скважин. В зависимости от области применения гидроударники подразделяются на два основных типа: гидроударники для ударновращательного бурения пород VII—X категорий по буримости со специальным породоразрушающим инструментом и гидроударники для вращательно-ударного бурения в породах IV— XII категорий по буримости с применением серийного породоразрушающего твердосплавного и алмазного инструмента для вращательного бурения. Технические характеристики серийно выпускаемых в СССР гидроударников, разработанных СКБ ВПО «Союзгеотехника», приведены в табл. 9.
Гидроударная машина Г-7
(рис. 53) работает по схеме прямого действия с клапанной системой распределения промывочной жидкости. Гидроударник опускают в скважину на колонне бурильных труб. В подвешенном положении, когда шлицевой разъем 13
раскрыт и боек 9, 10, 12 с пружиной 11, упирающийся нижним торцом в шток разъема, опускается вниз, между клапаном 7 и поршнем свободно проходит закачиваемая буровым насосом промывочная жидкость. В это время клапан 3 понизителя расхода прижат пружиной 4 к седлу 6 и жидкость поступает через отверстие в седле понизителя, проходя предварительно кольцевую щель.
После постановки гидроударника на забой шлицевой разъем закрывается, перемещая шток, который через пружину поднимает боек до соприкосновения с клапаном. Возникает гидравлический удар, в результате чего сжимаются силовые пружины,
открывается клапан понизителя и поршень-боек с клапаном гидроударника перемещаются вниз. Ограничительный торец цилиндра 8 останавливает клапан 7, а поршень-боек продолжает движение вниз по инерции до нанесения удара по наковальне. После отрыва поршня-бойка от клапана жидкость свободно поступает к забою, давление в камере гидроударника падает и клапан понизителя перекрывает канал. Поток жидкости начинает дросселировать через отверстие. Под действием сжатых пружин клапан и поршень-боек перемещаются в первоначальное (верхнее) положение, причем клапан движется с опережением. При встрече клапана с поршнем-бойком образуется гидроудар, открывается клапан понизителя, кинетическая энергия, накопленная бойком при движении вверх, расходуется на гидроторможение при совместном ходе вверх клапана и поршня-' бойка (благодаря плавающей втулке—подвижному корпусу верхнего клапана). После остановки клапана начинается его движение вниз и цикл повторяется. Гидроударник Г-9, незначительно отличающийся в конструктивном отношении от Г-7, работает также по схеме прямого действия с клапанной системой распределения промывочной жидкости. Гидроударники ГВ-5 (рис. 54) и ГВ-6 представляют собой забойные гидроударные машины прямого действия, в которых распределение промывочной жидкости осуществляется плавающим клапаном. Гидроударник состоит из узла клапана (переходник 1, клапан 2, вставка 3, пружина 4), поршня-бойка (насадки 8, 11, шлицевой вал 13, стакан 14, переходник 15) пружины 12 бойка и корпуса 9. В подвешенном положении гидроударника шток занимает крайнее нижнее положение. Промывочная жидкость через отверстия клапана 2, поршня-бойка 10 и вала 13 свободно поступает на забой скважины. После установки гидроударника на забой скважины шлицевой разъем смыкается и поршень-боек под действием пружины 12 перемещается в крайнее верхнее положение до встречи с клапаном 2. В момент перекрытия потока промывочной жидкости происходит гидравлический удар, в результате которого поршень- боек, получая ускорение, перемещается вниз п сжимает пружины 4 и 12. При полном сжатии пружины 4 клапан 2 открывает свободный проход промывочной жидкости через гидроударник. При этом поршень-боек по инерции продолжает двигаться и наносит удар по наковальне, связанной с колонковым набором. Затем под действием пружин 4 и 12 клапан и поршень-боек возвращаются в исходное положение и цикл повторяется.