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Principio de funcionamiento de la válvula Martillo DTH y Martillo DTH sin válvula
Aug 18, 2018

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Principio de funcionamiento de la válvula Martillo DTH y Martillo DTH sin válvula



DTH Hammer es el corazón de la plataforma de perforación DTH. Su calidad se ve directamente afectada por la velocidad de perforación y el costo de perforación. Los requisitos básicos para el impactador son: buenos parámetros de rendimiento, alta eficiencia de perforación: estructura simple, fácil de fabricar, usar y reparar; partes confiables y larga vida de servicio: puede trabajar normalmente en varias capas de roca, como los acuíferos.



1. Estructura de la válvula Martillo DTH


DTH Hammer transforma la energía de presión del aire comprimido en energía mecánica de la roca rota a través del movimiento del pistón.

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El martillo DTH está acoplado a la tubería de perforación mediante roscas en la junta 1. La junta l está incrustada con una columna de carburo cementado para evitar que el impactador quede atrapado por la parte superior que cae dentro del material, reduciendo la fricción entre el cilindro exterior 10 y la pared del orificio, y la prolongación de la vida útil del impactador. El tren de válvulas está compuesto por una tapa de válvula 6, una placa de válvula 7, un asiento de válvula 8 y elementos similares. El pistón 9 es un cilindro con forma de varilla hueca. El cilindro está compuesto por un cilindro interior 11 y un cilindro exterior 10. El espacio anular entre los cilindros interior y exterior es el paso de admisión de la cámara frontal del cilindro. El cilindro exterior está conectado a todas las partes del impactador. El casquillo 12 está situado en el extremo superior del casquillo 15 de la tarjeta, y su parte del extremo frontal es deslizable en el casquillo cuando se mueve el pistón. El casquillo 15 de tarjeta está acoplado al cilindro exterior mediante roscas y acciona la broca 23 para girar por medio de estrías en la pared interna de la misma. La broca 23 es una broca cilíndrica esférica integral. La cola del taladro puede deslizarse hacia arriba y hacia abajo dentro de la manga de la tarjeta. Para evitar que la broca se caiga durante la elevación o el descenso, la broca está conectada al manguito de la tarjeta mediante la llave redonda 17, y el pasador redondo está bloqueado por el pasador 13 y el alambre 16 para evitar que la broca caiga dentro el agujero. El papel del resorte de disco 4 es compensar el desgaste axial de las piezas de contacto, para asegurar que las piezas se presionen herméticamente, para evitar que las cámaras de alta y baja presión se comuniquen para afectar el rendimiento del impactador, y para funcionar como un amortiguador de vibraciones durante la operación.



Para hacer que DTH Hammer funcione normalmente en el acuífero, el GMD-2000 está equipado con un dispositivo a prueba de agua. El dispositivo de impermeabilización está compuesto por un anillo de sellado 19, un tapón de verificación 20 y un muelle 21. Bajo la acción de la presión de aire, el muelle está en estado comprimido, y el contra-tapón se mueve hacia delante, y el aire puede entrar el impactador. Cuando se detiene el suministro de aire, el tapón de cierre cierra automáticamente la entrada de aire bajo la acción del resorte. El gas dentro del impactador está bloqueado, evitando que el agua salga a borbotones en el pozo y vierta la arena en el impactador.




Se proporciona un tapón reemplazable 5 entre el capó y el asiento de la válvula para reemplazar el tapón del acelerador de acuerdo con la gravedad específica de la roca y la presión del viento, y el volumen de aire y la presión del aire se ajustan por el orificio del diámetro apropiado para asegure suficiente La gran velocidad del aire de retorno limpia el fondo del agujero.


Durante el proceso de perforación, a veces es necesario aplicar presión al impactador mientras se levanta o se baja el taladro para inyectar la roca que se acumula en el fondo del agujero o para manejar la abrazadera. En este momento, si el impactador continúa impactando, está obligado a vaciar la broca, lo que es fácil de dañar las partes, como el manguito de la tarjeta, que se llama fenómeno de golpe de aire. Los impactadores están diseñados con una estructura fuera de control. Al levantar o bajar el taladro, la broca cae por su propio peso, su cola se pega en la llave redonda, y el pistón también se encuentra en la posición límite inferior. En este momento, el orificio de entrada de aire 6 en la pared interna del cilindro está bloqueado por el pistón, exponiendo el orificio 5, el pistón. Un espacio anular formado entre la parte estrechada del extremo frontal y el orificio interior del casquillo permite la cavidad frontal para comunicarse con el fondo del orificio, y el gas de la cavidad frontal se descarga al fondo del orificio. El aire comprimido que ingresa a la cámara trasera desde el orificio 5 directamente sopla el fondo del orificio a través del orificio central del pistón, y el pistón se detiene, eliminando así el fenómeno de flexión de aire. El agujero 5 se conoce generalmente como un agujero de carrera plana.



2, el principio de funcionamiento del martillo de la válvula DTH


Cuando la broca no toca el fondo del orificio, la broca y el pistón están en la posición límite inferior, y las presiones en los lados frontal y posterior de la pieza 7 de la válvula son iguales, y caen en el asiento de la válvula 8 por su propio peso. La entrada de aire comprimido por el tubo de perforación hueco ingresa a la junta posterior, comprime el resorte, empuja el tapón antirretorno y se divide en dos. Todo el camino hasta el orificio del tapón 1, a través del bonete, el tapón de la válvula reguladora, el asiento de la válvula, el pistón y el orificio central de cada parte de la broca para soplar el fondo del orificio; a través del orificio axial del bonete 2, a través del lado posterior de la placa de la válvula y el bonete. El espacio entre los agujeros entra en el agujero 4, pasa a través del pasaje de aire anular entre los cilindros interno y externo, ingresa a la cavidad trasera orificio de perforación a prueba de aire 5, y se descarga al fondo del orificio.


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Cuando la broca toca el fondo del orificio, el extremo posterior de la broca levanta el pistón, de modo que el extremo trasero del pistón bloquea el orificio de perforación 5 a prueba de aire, y el orificio 6 de entrada de aire de la cavidad frontal queda expuesto, presionando así el aire en la cavidad frontal, y la superficie de sellado del extremo frontal del pistón sella la cavidad frontal. Como resultado, la presión en la cámara anterior aumenta, la presión empuja al pistón hacia atrás y el pistón comienza a acelerarse. El gas de la cámara trasera se descarga desde el orificio central del pistón. Cuando el orificio central del pistón está bloqueado por la varilla de la válvula en el asiento de la válvula, el gas en la cámara trasera se comprime y la presión aumenta gradualmente. El pistón continúa moviéndose hacia atrás, y cuando el extremo delantero del pistón se desengancha de la superficie de sellado del casquillo, la presión de aire de la cámara delantera se descarga desde el orificio central de la broca. En este momento, la presión en la cámara frontal disminuye gradualmente, y la presión en el lado posterior de la placa de la válvula también disminuye gradualmente;




Al mismo tiempo, debido a la ventilación de la cámara delantera, la velocidad del flujo de aire en el lado posterior de la placa de la válvula se incrementa, y la presión en el lado posterior de la placa de la válvula también se reduce. El pistón continúa moviéndose hacia atrás por inercia, y la presión en la cámara trasera aumenta continuamente, y la presión que actúa en el lado frontal de la placa de la válvula también aumenta. Cuando la presión que actúa en el lado frontal de la placa de válvula es mayor que la presión en el lado posterior de la placa de válvula, la placa de válvula retrocede, cerrando el orificio 4 en la tapa de válvula, abriendo el orificio axial 3 en el asiento de válvula , y la pieza de la válvula completa una inversión. El aire comprimido del orificio 2 se desvía a través del orificio 3 hacia la cámara trasera del cilindro. En este punto, el pistón continúa desacelerándose hasta que se detiene y el viaje de regreso finaliza. Los dos pequeños orificios en el asiento de la válvula son para aumentar la presión en la cámara trasera, para evitar que el pistón golpee el asiento de la válvula, y para tener un cierto espesor del cojín de aire cuando el pistón se detiene.



Después del final de la carrera de retorno del pistón, a medida que la cámara trasera continúa su entrada, la presión de la cámara trasera aumenta, empujando el pistón hacia adelante y comienza la carrera. El gas de la cámara anterior continúa siendo descargado desde el orificio central de la broca. Cuando la superficie de sellado del extremo frontal del pistón entra en el casquillo, el conducto de escape de la cámara delantera se cierra, el gas se comprime y la presión aumenta. Cuando el extremo posterior del pistón se desengancha de la varilla de la válvula en el asiento de la válvula, la cámara trasera comienza a ventilarse, y el pistón sigue moviéndose hacia adelante a una velocidad alta hasta el final de la broca de impacto, y la carrera termina. Antes de que el pistón impacte en la cola de la broca, la presión en la cámara trasera disminuye gradualmente y la presión en el lado frontal de la placa de la válvula también disminuye. Al mismo tiempo, debido a la acción agotadora de la cámara trasera, la velocidad del flujo de aire en el lado frontal de la placa de la válvula aumenta, y el lado frontal de la placa de la válvula también aumenta. La presión se reduce A medida que la presión de la cámara delantera continúa aumentando, también aumenta la presión en el lado posterior de la placa de la válvula. Cuando la presión en el lado posterior de la placa de válvula es mayor que la presión en el lado frontal, la placa de válvula se mueve hacia adelante, cubriendo el pasaje de admisión de la cámara trasera, y el aire vuelve a entrar en la cámara frontal para iniciar el próximo ciclo de trabajo.




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Rotación externa





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Rotación interior



3. Principio de funcionamiento del martillo DTH sin válvulas


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Durante la carrera, el aire comprimido entra en la cámara trasera a través del espacio anular entre los cilindros interno y externo 1, el agujero radial 3 del cilindro interno y la ranura longitudinal 2 en la superficie exterior de la cabeza del pistón, empujando el pistón para realizar un golpe movimiento. El gas de la cámara anterior se descarga al fondo del orificio a través del conducto de aire interior 4 del manguito de guía y el orificio central de la broca. Cuando la superficie de sellado del pistón está cerrada, el paso de aire de ranura 2 se cierra, la cámara trasera detiene el aire de admisión, y el pistón continúa moviéndose hacia delante mediante la expansión del gas en la cámara trasera. Cuando la cabeza pequeña del pistón se cierra y pasa por el conducto de aire 4, el gas en la cámara frontal se comprime. Cuando la superficie de sellado delantera de la cabeza grande del pistón se desacopla de la pared interna del cilindro, el aire comprimido entra en la cámara delantera y el pistón continúa avanzando por inercia. Cuando el pistón se desengancha de la varilla de la válvula, el gas de la cámara trasera se descarga al fondo del orificio a través del orificio central, y luego la cabeza pequeña del pistón golpea la cola de la broca, y la carrera termina.


Durante la carrera de retorno, el aire comprimido entra en la cavidad frontal desde el conducto de aire 4 a través del conducto de aire 1, el orificio 3, y el espacio anular formado por la ranura longitudinal 2 y el espaciador en el pistón, y empuja el pistón para el movimiento de regreso. El gas de la cavidad posterior se descarga a través del orificio central. Cuando la superficie de sellado frontal de la cabeza grande del pistón ingresa al cilindro interior, se corta el paso de presión que ingresa a la cámara delantera, y el pistón continúa retornando después de la expansión de gas de la cámara delantera. Cuando el pistón entra en la varilla de la válvula, el gas de la cámara trasera se comprime. Cuando la cabeza pequeña del pistón pasa por el conducto de aire 4, el gas en la cámara frontal se descarga a través del orificio central de la broca. Cuando la superficie de sellado del pistón se retira del cilindro interior, el aire comprimido entra en la cámara trasera a través del gas 3 y la ranura longitudinal 2 del pistón, y el pistón continúa desacelerándose hasta que se detiene en el punto muerto superior, y luego comienza el siguiente ciclo de impacto.




Comparación del Martillo DTH Valveless y el Martillo DTH Valveless


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Válvula DTH Martillo





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Martillo DTH sin válvula

La inversión de la válvula de un impulsor de válvula está relacionada con la presión de escape del cilindro. Solo cuando el puerto de escape se abre y la presión en el cilindro cae a un cierto valor, la válvula se invierte. Por lo tanto, desde el momento en que el pistón abre el orificio de escape hasta que la válvula se invierte, el aire comprimido se expulsa del orificio de escape y no se utiliza la energía del aire comprimido.


El martillo DTH sin válvulas utiliza la expansión del aire comprimido para empujar el pistón. El consumo de energía se reduce, el consumo de gas es aproximadamente un 30% más bajo que el del impactador de válvula, y la frecuencia de impacto y la gran energía de impacto son altas. Sin embargo, las partes principales del impactador sin válvulas tienen mayores requisitos de precisión y el proceso de mecanizado es más complicado.


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