Промывочный узел бурового долота (варианты)
Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Техническим результатом является повышение надежности работы промывочного узла. Узел содержит насадку, размещенный между корпусом и насадкой вкладыш со ступенчатой внутренней поверхностью под насадку и установленный между дном гнезда и верхним торцом насадки уплотнительный элемент, закрепленные в эксцентричном гнезде корпуса посредством фиксатора. Фиксатор устанавливают через радиальные каналы корпуса и вкладыша. Боковая поверхность гнезда со стороны вкладыша выполнена с глухим продольным пазом, соединенным с радиальным каналом корпуса. Высота и ширина паза больше диаметра стержневого фиксатора. Фиксатор установлен в продольном пазу с возможностью перемещения параллельно оси насадки под усилием сжатого уплотнительного элемента. По другому варианту узел снабжен стержневым фиксатором. Корпус и втулка выполнены с радиальными каналами под стержневой фиксатор. Боковая поверхность гнезда выполнена с глухим продольным пазом, совмещенным с радиальным каналом корпуса. Высота и ширина продольного паза больше диаметра стержневого фиксатора, жестко соединенного с втулкой и установленного с возможностью перемещения в продольном пазу корпуса параллельно оси насадки. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту различного типа, а именно к их промывочным узлам.
Известен промывочный узел бурового долота, содержащий коноидальную насадку с уплотнительным элементом, закрепленную в канале корпуса бурового долота посредством стопорного пружинного кольца (см. справочник «Буровой инструмент», Масленников И.К., Москва, Недра, 1989 г., с.27).
К недостаткам данного промывочного узла следует отнести малую надежность, связанную с возможностью выдавливания пружинного кольца из гнезда канала под действием перепада давления на насадке. Наиболее часто это наблюдается при бурении шарошечными долотами, работа которых сопровождается сильной вибрацией, особенно при бурении по твердым и крепким трещиноватым породам.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату по первому варианту является промывочный узел бурового долота, содержащий насадку, размещенный между корпусом и насадкой вкладыш со ступенчатой внутренней поверхностью под насадку и установленный между дном гнезда и верхним торцом насадки уплотнительный элемент, закрепленные в эксцентричном гнезде корпуса посредством стержневого фиксатора, устанавливаемого через радиальные каналы корпуса и вкладыша (см. авт. св. СССР №861536, кл. Е21В 10/18, 1981 г.).
По другому варианту наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки (см. авт. св. СССР №1073427, кл. Е21В 10/18, 1984 г.).
К недостаткам обоих прототипов следует отнести малую надежность в работе, связанную с использованием в них резьбовых фиксаторов для крепления элементов промывочного узла. Использование таких фиксаторов при бурении по трещиноватым породам может привести к их развинчиванию с последующим оставлением всех элементов промывочного узла на забое. Учитывая, что в настоящее время насадки в буровых долотах изготавливаются в большинстве случаев из твердого сплава, выпадение их на забой скважины может привести к выходу вооружения долота из строя с последующим возникновением тяжелых аварий.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности работы промывочного узла.
Поставленный технический результат по первому варианту достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем насадку, размещенный между корпусом и насадкой вкладыш и уплотнительный элемент, закрепленные в эксцентричном гнезде корпуса посредством стержневого фиксатора, согласно изобретению, боковая поверхность гнезда со стороны вкладыша выполнена с глухим продольным пазом, соединенным с радиальным каналом корпуса, причем высота и ширина паза больше диаметра стержневого фиксатора, а фиксатор установлен в продольном пазу с возможностью перемещения параллельно оси насадки.
Поставленный технический результат по второму варианту достигается тем, что промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки, согласно изобретению он снабжен стержневым фиксатором, корпус и втулка выполнены с радиальными каналами под стержневой фиксатор, а боковая поверхность гнезда - с глухим продольным пазом, совмещенным с радиальным каналом корпуса, при этом высота и ширина продольного паза больше диаметра стержневого фиксатора, жестко соединенного с втулкой и установленного с возможностью перемещения в продольном пазу корпуса параллельно оси насадки.
Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 и 2 изображают общий вид промывочного узла в разрезе по варианту 1; фиг.3 - вариант выполнения промывочного узла по варианту 2; фиг.4 - сечение А-А на фиг.3.
Промывочный узел бурового долота по первому варианту включает корпус 1 с гнездом 2 и каналом 3 для промывочной жидкости, выполненными эксцентрично один относительно другого. В гнезде 2 на бурте 4 установлена насадка 5 с размещенным на ее верхнем торце уплотнительным элементом 6. Между насадкой 5 и корпусом 1 в гнезде 2 размещен вкладыш 7, зафиксированный посредством стержневого фиксатора 8. На фиг.2 представлен вариант выполнения промывочного узла с удлиненной ступенчатой насадкой 5. Боковая поверхность гнезда 2 со стороны вкладыша 7 как на фиг.1, так и на фиг.2 выполнена с глухим продольным пазом 9, соединенным с радиальным каналом 10 под стержневой фиксатор 8. Аналогичный радиальный канал 10 выполнен и во вкладыше 7. Высота и ширина продольного паза 9 больше диаметра стержневого фиксатора 8, при этом фиксатор 8 установлен в продольном пазу 9 с возможностью перемещения вдоль оси насадки 5 под действием предварительно сжатого уплотнительного элемента 6.
Промывочный узел по 2-му варианту содержит корпус 1 с промывочным каналом 3 и гнездом 2, в котором установлены насадка 5 со ступенчатой наружной поверхностью, втулка 11 с ответной внутренней поверхностью и уплотнительные элементы 6. Один из них размещен между верхним торцом втулки 11 и дном гнезда 2 с одновременным контактом с боковой стенкой гнезда 2 и наклонной боковой стенкой бурта 12 насадки 5, а другой уплотнительный элемент 6 размещен между ступенчатыми поверхностями насадки 5 и втулки 11. Корпус 1 и втулка 11 выполнены с радиальным каналом 10 под стержневой фиксатор 8, который, как и в 1-ом варианте предпочтительно выполнять в виде резьбового стержня. На боковой поверхности гнезда 2 выполнен продольный паз 9 или кольцевая расточка (не показана). Высота паза 9 и его ширина должны быть больше диаметра стержневого фиксатора 8. При выполнении вместо паза кольцевой расточки это требование относится только к высоте.
Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. По 1-му варианту собирают насадку 5 с уплотнительным элементом 6 и вкладышем 7, совмещают радиальные каналы 10 в корпусе 1 и во вкладыше 7 и устанавливают стержневой фиксатор 8, длина которого выбирается таким образом, чтобы наружный его торец располагался заподлицо с дном продольного паза 9. При этом уплотнительный элемент 6 должен быть сжат, т.е совмещение радиальных каналов 10 корпуса 1 и вкладыша 7 возможно только при сжатом уплотнительном кольце 6. После установки стержневого фиксатора 8 под действием усилия сжатого уплотнительного элемента 6 вкладыш 7 вместе с насадкой 5 и фиксатором 8 перемещаются вниз вдоль продольного паза 9 и наружный торец фиксатора блокируется стенкой корпуса 1, предотвращая его осевое перемещение или развинчивание в случае использования в качестве фиксатора винта. Таким же образом собирается промывочный узел и по другому варианту. При этом благодаря использованию насадки 5 с буртом 12 с наклонной боковой стенкой, взаимодействующей с уплотнительным элементом 6, перепад давления на насадке 5 будет создавать дополнительное осевое усилие, которое удерживает фиксатор 8 в блокированном положении.
Таким образом, применение предложенного промывочного узла позволяет избежать разблокировки стопорного узла и тем самым повысить надежность его работы, а следовательно, и долота в целом. Предложенный промывочный узел может быть использован как в шарошечных долотах, так и в долотах режущего типа.
1. Промывочный узел бурового долота, содержащий насадку, размещенный между корпусом и насадкой вкладыш со ступенчатой внутренней поверхностью под насадку и установленный между дном гнезда и верхним торцом насадки уплотнительный элемент, закрепленные в эксцентричном гнезде корпуса посредством фиксатора, устанавливаемого через радиальные каналы корпуса и вкладыша, отличающийся тем, что боковая поверхность гнезда со стороны вкладыша выполнена с глухим продольным пазом, соединенным с радиальным каналом корпуса, причем высота и ширина паза больше диаметра стержневого фиксатора, а фиксатор установлен в продольном пазу с возможностью перемещения параллельно оси насадки.
2. Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки, отличающийся тем, что он снабжен стержневым фиксатором, корпус и втулка выполнены с радиальными каналами под стержневой фиксатор, а боковая поверхность гнезда - с глухим продольным пазом, совмещенным с радиальным каналом корпуса, при этом высота и ширина продольного паза больше диаметра стержневого фиксатора, жестко соединенного с втулкой и установленного с возможностью перемещения в продольном пазу корпуса параллельно оси насадки.
