Промывочный узел бурового долота

 

ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насгшка, а в польсти между насадкой и корпусом размещено уплотнительное кольцо, поджатое стопорной резьбовой втулкой, отличающийся; тем, что, с целью повьвиеНИН надежности герметизаций узла, уплотнительное кольцо выполнено с поперечным сечением в виде двух сопряженных большими основаниями трапеций , меньшие основания которых расположены перпендикулярно оси иасадки и контактируют с дном гнезда и торцом резьбовой втулки, при этом, наружная поверхность насадки и внутренняя поверхность гнезда со стороны дна имеют форму, конгруэнтную поверхности уплотнительного кольца с сечением, соответствующим одиой из трапеций. 2. Узел по п. 1, отличающий с я тем, что угол наклона боковых сторон трапеций равен углу трения для материала уплотнительного кольца.

СОЮЗ.СОВЕТСНИХ

СОЦ)4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) 3(51) E 21 B 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3497520/22-03 (22) 06. 10 ° 82 (46) 15.02.84. Бюл. В 6 (72) Н.М.Гаранин,.В.A.Kîðoòàåâ, A,Ï.ÏîðîñåHêîâ, P.Ì.Áîrîìîëîâ, A.Ñ.ÞäéH и A.A.Ëàãèíîâ (71) Специальное конструкторское бюро по долотам Производственного объединения "Куйбышевбурмаш" (53) 622.24.051.5(088.8) (56) 1. Патент CIIIA 9 2855182, кл. 175-340, опублик. 1958.

2. Козодой A.Ê. и др. Пути совершенствования промывочных узлов гидромониторных долот. М., ВНИИОЭНГ, 1974, с. 10 (прототип). (54)(57) ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО

ДОЛОТА, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полбсти между насадкой и корпусом размещено уплотнительное кольцо, поджатое стопорной резьбовой втулкой, о т л и ч а ющ и и с s, тTеeмM,, от о, .с целью повыае ния надежности герметизации узла, :уплотнительное кольцо выполнено с поперечным сечением в виде двух сопряженных большими основаниями трапеций, меньшие основания которых расположены перпендикулярно оси насадки и контактируют с дном гнезда и торцом резьбовой втулки, при этом, наружная поверхность насадки и внутренняя поверхность гнезда со стороны дна имеют форму, конгруэнтную поверхности уплотнительного кольца с сечением, соответствующим одной иэ трапеций.

2. Узел по п. 1, о т л и ч а ю » шийся тем, что угол наклона бо ковых сторон трапеций равен углу трения для материала уплотнительного кольца.

1073427

Промывочный узел содержит кор45 пус 1 с каналом 2 и гнездом 3 под насадку 4. В полости между насадкой

4 и корпусом 1 размещено уплотнитель. ное кольцо 5, поджатое стопорной резьбовой втулкой 6. Уплотнительное кольцо 5 выполнено с поперечным се50 чением в виде двух сопряженных боль ь шими основаниями трапеций 7, меньшие основания 8 которых расположены перпендикулярно продольной оси 0-0 нао садки 4 и контактируют с дном 9 гнез да 3 и торцом 10 стопорной реэьбовой втулки 6. Трапеции 7 по первому варианту являются равнобокими, а по ь второму варианту — прямоугольными, конгруэнтно которым выполняются на60 ружная поверхность насадки 4 и внутренняя поверхность гнезда 3 со стороны его дна 9. Углы наклона боковых сторон 11 трапеций 7 равны углу трения для материала уплотнительного

65 кольца 5. Величина угла Ы выбираетИзобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к промывочным узлам.

Известен промывочный узел бурового долота, содержащий часть корпуса долота с каналом для промывочной жидкости и гнездом под насадку, уплотнительным кольцом круглого сечения и стопорным элементом в виде пружинного кольца, вставляемого в ,.кольцевой паз внутри гнезда под насадку $1 ).

Однако этот промывочный узел быстро выходит из строя во время бурения, когда в условиях агрессивной абразивной среды на насадках возникает перепад давления порядка

120 атм. Иэ-эа недостаточно надежного уплотнения происходит размыв канала и вылет твердосплавной насадки непосредственно на забой, что резко увеличивает возможность заклинки шарошек и аварийного разрушения долота.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является промывочный узел бурового долота, содержащее корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещено уплотнительное кольцо, поджатое сто» порной резьбовой втулкой 2,).

Недостатком данного устройства является малая надежность герметизации. Это объясняется тем, что герметизация в данном промывочном узле осуществляется за счет гарантированного охватывающего усилия резинового кольца, внутренний диаметр которого меньше наружного диаметра насадки.

Однако из-за технологических трудностей в ряде случаев допуски на обработку гнезда и на изготовление резинового кольца не выдерживаются, а следовательно, не обеспечивается и гарантированный прижим резинового кольца к контактирующим поверхностям насадки и боковой поверхности гнезда. Попытки увеличить усилие рижима кольца по всем контактирующим поверхностям эа счет увеличения габаритов кольца приводят к резкому ухудшению собираемости узла,что очен важно в условиях массового производства.

Кроме того, подобные попытки прив дят к прямо противоположному резуль тату: при проталкивании .насадки со значительным усилием сквозь уменьшенный внутренний диаметр уплотнител ного кольца происходит срезание резины по внутреннему или наружному диаметру, а при.ударной нагрузке растрескиваются хрупкие износостойкие насадки. Это приводит к быстрому выходу узлов иэ строя. Ускорению выхода узлов из строя способствует также возможность самоотворота проме. жуточных втулок от вибраций колонны при бурении. В настоящее время в районах наибольшего применения гидромониторных долот процент выхода из строя гидромониторных узлов составляет 5-25Ъ от общего количества долот.

Цель изобретения — повышение надежности герметизации узла. !

О укаэанная цель достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и !

5 корпусом размещено уплотнительное кольцо, пождатое стопорной резьбовой втулкой, уплотнительное кольцо выполнено с поперечным сечением в виде двух сопряженных большими основаниями трапецией, меньшие основания которых расположены перпендикулярно оси насадки и контактируют с дном гнезда и торцом резьбовой втулки, при этом наружная поверхность насад-. ки и внутрення,поверхность гнезда со стороны дна имеют форму, конгру-энтную поверхности уплотнительного кольца с сечением, соответствующим одной из трапеций, а угол наклона боковых сторон трапеций равен углу

30 трения для материала уплотнительного кольца.

На фиг. 1 изображен промывочный узел, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 — фрагмен35 ты соответственно наружной поверхности насадки и внутренней поверхности гнезда в увеличенном масштабе; на фиг. 5 - уплотнительное кольцо в сечении; на фиг. 6 — узел 1 на фиг.1, 40 второй вариант; на фиг. 7 — уплотнительное кольцо в сечении, второй вариант выполнения.

1073427 ся из условия самоторможения уплот- нительного кольца 5.

Сборка промывочного узла осуществляется следующим образок.

В гнездо 3, очищенное любым известным способом, например пескоструйкой, вводится насадка 4 с надетым на нее уплотнительным кольцом 5.

Конструкция кольца обеспечивает возможность установки кольца без выбора торцовой стороны. Затем в гнездо 3 заворачивается резьбовая втулка 6, вращением которой обеспечивается поджатие кольца. 5. Для обспечения беспрепятственного монтажа желательно, чтобы диаметры элементов промывочного узла отвечали условию Р„(Р а z g4, где 9 — наружный диаметр цилиндрической части насадки;

Ъ и Р3 — соответственно внутренний и наружный диаметры уплотнительного кольца, D -внутренний диаметр. гнезда, С точки зрения повышения надежности герметизации наиболее предпочтительным является вариант выполнения, изображенный на фиг. 2 — 5.

При использовании второго варианта выполнения элементов промывочного узла (фиг. 6 и 7 компенсация усилия прижима за счет исключения скоса с углом о на поверхности насадки 4 возможна за счет увеличения осевого усилия, создаваемого при завинчивании резьбовой втулки 6. Для удоб10 ства монтажа углы уплотнительного кольца 5 и ответная поверхность гнезда 3 выполняются с закруглением радиусом R .

I I

15 Применение предложенного промывочного узла позволит повысить эффективность работы бурового долота за . счет улучшения условий очистки забоя, от шлама и исключения выпадания тверg0 досплавных насадок на забой скважины. Испытания в промысловых условиях показали высокую надежность предложенной конструкции промывочного узла.

1073427

Составитель Н.Панин

Редактор И.Циткина Техред Т.dlàíòà: Корректор Г.решетник

Закаэ 288/31- Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного коыитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4