Буровое шарошечное долото

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра. Технический результат - повышение эффективности работы долота за счет более надежного крепления шарошек замковыми пальцами и сохранения прочностных характеристик всей опоры в малогабаритных шарошечных долотах. Буровое шарошечное долото включает лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством шарикового подшипника, запираемого замковым подшипником. Координата оси замкового пальца в вертикальной плоскости в верхней ее части h определяется по математической формуле. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра.

Известно буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством замкового шарикового подшипника (см. авт. св. СССР №1361290, кл. E21B 10/16, 1981 г.).

Недостатком этого долота является высокое расположение замкового пальца, острые кромки рабочего торца которого контактируют с шарошкой. При вращении шарошки указанные острые кромки скалываются и попадают в беговую дорожку, что приводит к усиленному износу как тел качения, так и самой беговой дорожки.

Более близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством шарикового подшипника, запираемого замковым пальцем (см. авт. св. СССР №1716070, кл. E21B 10/18, 1992 г.).

К недостаткам данного долота относится низкое расположение замкового пальца, что может быть использовано только в долотах большого диаметра. В малогабаритных долотах такая схема расположения замкового пальца существенно уменьшает прочностные характеристики цапфы и долота в целом, а также и надежность крепления замкового пальца. Все это снижает технико-экономические показатели долота в целом.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет более надежного крепления шарошек замковыми пальцами и сохранения прочностных характеристик всей опоры в малогабаритных шарошечных долотах.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством шарикового подшипника, запираемого замковым пальцем, согласно изобретению координата h оси замкового пальца в вертикальной плоскости в верхней ее части определяется по формуле

,

где t=Rк/sinφ-Rm/tqφ-σm

φ - угол наклона оси цапфы к оси долота;

Rш.д. - минимальный радиус шариковой дорожки, мм;

Rm - радиус подшипника скольжения у основания цапфы, мм;

Rк - расстояние от оси долота до спинки лапы;

σm - расстояние от оси шариковой дорожки до основания цапфы.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что на замковом пальце со стороны спинки лапы выполнена площадка под углом α к вертикали, равным α=(90-φ)±1, которая расположена от нижнего края пальца на расстоянии (0.4-0.6)dз.п., где dз.п. - диаметр замкового пальца.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид долота в продольном разрезе; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Буровое малогабаритное шарошечное долото включает лапы 1, на цапфах 2 которых посредством подшипников скольжения 3 и шарикового подшипника 4 установлены шарошки 5, армированные породоразрушающими элементами 14. Рабочие элементы шарикового подшипника 4 вводятся в шариковую дорожку 6 через канал 7, запираемый замковым пальцем 8, ось которого расположена преимущественно перпендикулярно оси долота. Расположение замкового пальца 8 в долотах малого диаметра играет существенную роль для обеспечения нормальных условий работы замкового подшипника 4 в течение всего времени работы долота. Расположение пальца 8 характеризуется координатой h его оси в вертикальной плоскости от точки пересечения осей цапфы 2 и долота. Оптимальное значение координаты h определяется по формуле

,

где t=Rк/sinφ-Rm/tqφ-σm

φ - угол наклона оси цапфы к оси долота;

Rш.д. - минимальный радиус шариковой дорожки, мм;

Rm - радиус подшипника скольжения у основания цапфы, мм;

Rк - расстояние от оси долота до спинки лапы;

σm - расстояние от оси шариковой дорожки до основания цапфы.

На замковом пальце 8 со стороны спинки 10 лапы 1 выполнена площадка 11, расположенная под углом α=(90-φ)±1°, при этом точка пересечения наклонной площадки 11 со спинкой 10 лапы 1 смещена относительно нижней образующей замкового пальца 8 в сторону, противоположную забою. Величина указанного смещения К наклонной площадки 11 составляет 0.4-0.6 диаметра замкового пальца 8. Площадка 11 создается для сверловки центрового отверстия, которое используется при обработке цапфы 2, а также для фиксации замкового пальца 8 от осевого перемещения при износе спинки 10 лапы 1, что часто приводит в существующих долотах к заклиниванию шарового подшипника 4. Круговая часть 12 торца замкового пальца 8 используется для крепления его к спинке 10 лапы 1 сваркой. Сверление канала 7 производят с учетом смещения его оси от оси симметрии 9 лапы 1 на величину С, зависящей от размера долота (см. фиг.2). Палец 8 смещают относительно оси 9 лапы 1 в сторону, противоположную направлению вращения долота, что предотвращает его от износа абразивным шламом. От проворота замковый палец 8 фиксируется штифтом 13, который с той же целью располагают относительно пальца со стороны сбегающей грани лапы 1.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 14 шарошек 5 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. Радиальная нагрузка воспринимается как подшипником скольжения 3, так и шариковым подшипником 4. Нагрузка, направленная вдоль оси цапфы, воспринимается только замковым шариковым подшипником 4. При этом запорный палец 8 испытывает как радиальные, так и осевые нагрузки, передаваемые через шарошки 5. В существующих долотах эти нагрузки часто приводят к сколу рабочей части замкового пальца 8. В предложенном долоте благодаря оптимальной схеме расположения замкового пальца 8 обеспечивается надежность фиксации шарошки 5 на цапфе 2 даже при значительном крутящем моменте и осевой нагрузке. Кроме того, предложенная схема расположения замкового пальца минимизирует потери прочности цапфы, что положительно влияет на работоспособность как опоры, так и долота в целом.

1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством шарикового подшипника, запираемого замковым пальцем, отличающееся тем, что координата оси замкового пальца в вертикальной плоскости в верхней ее части h определяется по формуле
,
где t=Rк/sinφ-Rm/tqφ-σm;
φ - угол наклона оси цапфы к оси долота;
Rш.д. - минимальный радиус шариковой дорожки, мм;
Rm - радиус подшипника скольжения у основания цапфы, мм;
Rк - расстояние от оси долота до спинки лапы;
σm - расстояние от оси шариковой дорожки до основания цапфы.

2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что на замковом пальце со стороны спинки лапы выполнена площадка под углом к вертикали, равным (90-φ)±1, которая расположена от нижнего края пальца на расстоянии (0,4-0,6)dз.п., где dз.п. - диаметр замкового пальца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам малого диаметра. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра. .

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин с использованием шарошечных долот. .

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин. .

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин с использованием шарошечных долот. .

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин. .

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, включающим корпус и конические самоочищающиеся шарошки, с периферийными зубчатыми и дисковыми венцами. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам. .

Изобретение относится к породоразрушающим инструментам, а именно к конструкции шарошечного долота, предназначенного для бурения скважин различного назначения. .

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающим инструментам, и может быть использовано при бурении скважин. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано в технологии производства буровых шарошечных долот

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при производстве буровых долот, предназначенных для бурения скважин

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу извлечения твердосплавных зубков из отработанных шарошечных долот. Закрывают наружное тело шарошки теплоизолирующим материалом. Нагревают шарошку с запрессованными в нее твердосплавными зубками до температуры, превышающей температуру закалки материала шарошки. Затем осуществляют ее охлаждение в потоке охлаждающей жидкости. При этом нагрев шарошки осуществляют изнутри шарошки и поддерживают в процессе ее охлаждения. В результате упрощается способ извлечения твердосплавных зубков из шарошек буровых долот. 1 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления буровых шарошечных долот. Обеспечивает минимизацию торцевого и радиального биения шарошек, а также выпуск долот с минимальным допуском на диаметр и практически постоянным размером по диаметру. В способе изготовления шарошечного долота после финишной обработки лап на их торцах выполняют базовые установочные и направляющие отверстия. Затем на спинках лап выполняют базовые установочные отверстия, подвижно закрепляют на цапфах лап шарошки, заваривают замковые пальцы, собранные секции помещают на ответные базовые штифты с осями, разворачивают секции с помощью подпружиненных толкателей, установленных на стойках приспособления, до контакта обратных конусов шарошек всех секций с внутренней поверхностью закрепленного на стойках приспособления калибра-кольца. После этого приспособление с секциями помещается в нижнюю часть сварочной камеры электронно-лучевой установки, после закрытия двери, ее герметизации, создания вакуума, с помощью сканера и механизма поворота основания приспособления фиксируется точка встречи плоскостей контакта секций с направлениями трех лучей, при включении установки приспособление с секциями с помощью приводного механизма поднимается в верхнюю камеру, где производится сварка секций. После достижения границы швов и окончания сварки приспособление с секциями возвращают в нижнюю камеру, производят развакуумирование, открывают дверь, выдвигают приспособление, вынимают из него сваренный корпус, который после охлаждения устанавливают и зажимают в токарный патрон, кулачки которого оснащены выступами, ответными отверстиям на спинках лап, затем в хвостовике ниппеля корпуса долота выполняют коническую поверхность, соосную осям корпуса и патрона, затем в нее вводят ответный конус задней бабки станка, также соосный корпусу и патрону, для исключения возможности отжима оси при нарезании присоединительной резьбы. 10 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Шарошечное долото содержит корпус с цапфой, на которой посредством подшипников установлена шарошка с беговыми дорожками, длина которых больше длины зоны контакта с подшипниками, и узел принудительного перемещения шарошки вдоль оси цапфы, выполненный в виде взаимодействующих между собой зубчатых венцов, выполненных на цапфе и шарошке. При этом обращенные один к другому торцы шарошки и цапфы выполнены с осевыми каналами, а устанавливаемые в них съемные элементы имеют Т-образную форму, при этом, по меньшей мере, между торцом хвостовика одного съемного элемента и дном осевого канала размещена пружина. Применение предложенного долота повышает эффективность его работы, особенно при бурении по породам средней твердости и твердым. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Шарошечное долото содержит корпус с наклонной цапфой, выполненной с кольцевой проточкой средней части, и установленную на цапфе посредством замковых пальцев и подшипников скольжения шарошку с беговыми дорожками, длина которых больше длины зоны контакта с подшипниками скольжения цапфы. Для повышения эффективности работы долота, особенно при бурении по породам средней твердости и твердым, путем разрушения образующейся на забое «породной рейки» торец кольцевой проточки со стороны основания цапфы выполнен с радиальными пазами для взаимодействия с концевыми участками замковых пальцев, причем длина дуги между замковыми пальцами выбрана равной длине дуги между радиальными пазами на торце проточки. При этом замковые пальцы выполнены ступенчатой формы, ступени большего диаметра которых оснащены износостойкими вставками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению корпуса бурового инструмента. Порошковую смесь, содержащую твердые частицы, частицы металлической матрицы и органический материал, инжектируют в полость пресс-формы, уплотняют порошковую смесь для формования неспеченного корпуса и спекают до заданной конечной плотности для формирования, по меньшей мере, части корпуса бурового инструмента. Неспеченный корпус содержит множество твердых частиц, множество частиц металлической матрицы и органический материал, включающий производные длинноцепочной жирной кислоты, при этом форма неспеченного корпуса соответствует форме корпуса бурового инструмента. Обеспечивается получение крупногабаритных изделий с высокими допусками на размеры из материалов, стойких к истиранию и эрозии. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к шарошечным буровым долотам. Технический результат заключается в защите кромки затылка ноги шарошечного долота. Шарошечное буровое долото содержит корпус, ногу, опорный вал, шарошку, по меньшей мере одну предварительно сформированную пластину из твердого материала с нижней поверхностью и адгезивный материал, прикрепляющий нижнюю поверхность пластины из твердого материала к поверхности ноги, главным образом согласованной с нижней поверхностью пластины из твердого материала. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к шарошечным долотам для вращательного бурения. Технический результат заключается в защите кромки затылка лапы долота. Шарошечное долото для вращательного бурения содержит корпус; лапу с кромкой поверхности; вал подшипника, выходящий из лапы; конус, установленный на валу подшипника; по меньшей мере одну предварительно сформированную твердосплавную пластину, содержащую кромку и нижнюю поверхность; и связующее вещество, присоединяющее нижнюю поверхность твердосплавной пластины к, по существу, соответствующей поверхности лапы, причем кромка твердосплавной пластины ограничивает, по меньшей мере, часть поверхности кромки лапы. 18 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра

Наверх