Герметизированная опора шарошечного долота



Герметизированная опора шарошечного долота
Герметизированная опора шарошечного долота

 


Владельцы патента RU 2465428:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровых шарошечных долот. Особенностью предложенной опоры является то, что узел герметизации снабжен, по меньшей мере, двумя металлическими кольцами с наклонными торцами. Наклонные торцы контактируют с уплотнительным кольцом. Уплотнительное кольцо выполнено в поперечном сечении Т-образной формы. При этом металлические кольца установлены в кольцевой выточке между цапфой и поперечными частями уплотнительного кольца. Такое выполнение опоры позволяет упростить технологию изготовления опоры и повысить надежность герметизации и как следствие этого снизить стоимость долот и защитить полость опоры от попадания шлама. 2 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к маслонаполненным опорам буровых шарошечных долот.

Известна опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой посредством подшипников скольжения и качения, один из которых - замковый, установлена шарошка с рабочими элементами (см. патент РФ №2019670, кл. Е21В 10/22, 1994 г.).

К недостаткам опор долот указанного типа следует отнести быстрый выход их из строя из-за отсутствия смазки подшипников, что особо сильно сказывается при бурении на форсированных режимах.

Известна также герметизированная опора шарошечного долота, содержащая лапу с наклонной цапфой, выполненной с каналами для подачи смазки, шарошку, установленную на цапфе посредством замкового подшипника, и размещенное в выточке уплотнительное эластичное кольцо (см. Каталог буровых долот, ВОЛГАБУРМАШ, 2003, с.13, рис.2).

В данном долоте благодаря использованию системы смазки повышается работоспособность опоры. К недостаткам данной конструкции опоры бурового долота следует отнести то, что в ней не исключается попадание шлама в полость шарошки и сравнительно быстрая разгерметизация опоры.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является герметизированная опора шарошечного долота, содержащая лапу с наклонной цапфой, выполненной с каналами для подачи смазки, установленную на цапфе посредством замкового подшипника шарошку и узел герметизации с уплотнительным эластичным кольцом, выполненным с наклонными участками, расположенными под острым углом к радиальной плоскости цапфы (см. патент РФ №2430233, кл. Е21В 10/24, 2011 г).

Наклонное расположение уплотнительного элемента позволяет повысить надежность фиксации его и тем самым повысить надежность герметизации опоры. В то же время наклонное расположение уплотнительного элемента требует выполнения выточки под него под острым углом к радиальной плоскости цапфы, а это связано с необходимостью использования вспомогательных приспособлений. Это, с одной стороны, снижает производительность работ, а с другой - ведет к удорожанию продукции. Кроме того, даже при незначительном износе подшипника скольжения уплотнительный элемент испытывает нагрузки, стремящиеся провернуть его вокруг оси малого тора. Это ведет к усиленному износу уплотнительного элемента, а следовательно, и опоры в целом.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления опоры, улучшение эффективности ее работы и долота в целом путем более надежной герметизации опоры.

Указанный технический результат достигается тем, что в герметизированной опоре шарошечного долота, содержащей лапу с наклонной цапфой, выполненной с каналами для подачи смазки, установленную на цапфе посредством замкового подшипника шарошку и узел герметизации с уплотнительным эластичным кольцом, установленным в выточке цапфы или шарошки и выполненным с наклонными участками, расположенными под острым углом к радиальной плоскости цапфы, согласно изобретению уплотнительное кольцо выполнено с поперечным сечением Т-образной формы, наклонные участки которого расположены на его продольной части, при этом узел герметизации снабжен охватывающими уплотнительное эластичное кольцо с двух сторон двумя металлическими кольцами, имеющими в продольном сечении форму прямоугольной трапеции, наклонная сторона которых контактирует с ответными наклонными участками уплотнительного кольца, противоположные стороны - расположены перпендикулярно к продольной оси цапфы, наружная боковая сторона установлена с возможностью контакта с поперечной частью уплотнительного кольца, а внутренняя - с цапфой.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид опоры долота в разрезе; на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Опора бурового шарошечного долота включает цапфу 2, выполненную за одно целое с лапой 1, шарошку 3 с замковым подшипником 4 и узел герметизации с эластичным уплотнительным кольцом 5, размещенным в выточке 6 цапфы 2 или шарошки 3. Лапа 1 и цапфа 2 выполнены с каналами 7 для подачи смазки из маслонаполненной емкости (не показана). Шарошка 3 закреплена на цапфе 2 замковым подшипником 4. Уплотнительное кольцо 5 выполнено с участками 9, расположенными под углом α к радиальной плоскости цапфы 2, отличным от перпендикулярного. В предложенной опоре уплотнительное кольцо 5 выполнено с продольным сечением Т-образной формы, причем наклонные участки 9 выполнены на продольной части 14 Т-образного уплотнительного кольца 5. При этом узел герметизации снабжен охватывающими уплотнительное эластичное кольцо 5 с двух сторон двумя металлическими кольцами 8, имеющими в продольном сечении форму прямоугольной трапеции. Наклонные стороны 9 трапеции контактируют с ответными наклонными участками уплотнительного кольца 5, противоположные стороны 10 расположены перпендикулярно к продольной оси цапфы 2, а наружная 11 и внутренняя 12 боковые стороны (основания трапеции) установлены с возможностью контакта соответственно с поперечной частью 13 уплотнительного кольца 5 и с цапфой 2.

Принцип работы опоры долота заключается в следующем. В процессе бурения уплотнительное кольцо 5 при расположении его в кольцевой выточке 6 в шарошке, вращается вместе с шарошкой 3 вокруг цапфы 2, постоянно контактируя с ней благодаря силам упругости, и предохраняет опору от попадания бурового шлама. В случае размещения уплотнительного кольца 5 в выточке 6 цапфы 2 рабочая поверхность его постоянно контактирует с внутренней поверхностью шарошки 3 и также обеспечивает надежную герметизацию опоры, перекрывая зазор между шарошкой 3 и цапфой 2. При этом благодаря наклонному расположению продольной части 14 Т-образного уплотнительного кольца 5 к радиальной плоскости цапфы 2 повышается надежность фиксации уплотнительного кольца 5. Расположение участков 9 уплотнительного кольца 5 под углом к радиальной плоскости цапфы 2 или шарошки 3 практически исключает проворот кольца 5 относительно них. А это, с одной стороны, повышает надежность герметизации опоры, а с другой - значительно уменьшает износ самого кольца 5, что увеличивает срок его службы и опоры в целом. Этому способствует также и выполнение уплотнительного кольца 5 с поперечным сечением Т-образной формы и снабжение узла герметизации охватывающими уплотнительное эластичное кольцо 5 с двух сторон двумя металлическими кольцами 8. При таком выполнении узла герметизации усилие от реакции забоя воспринимается через шарошку 2 и металлические кольца 8 и передается на уплотнительный элемент 5, продольная часть 14 которого будет постоянно поджиматься к уплотняемой поверхности - к цапфе 2 или к шарошке 3 в зависимости от схемы размещения узла герметизации.

Одновременно с этим такая форма выполнения узла герметизации, представляющего собой в собранном виде полый диск с прямоугольным продольным сечением, позволяет значительно упростить технологию изготовления выточки 6, используя для этой операции обычный инструмент и не задействуя вспомогательное оборудование и специальные приспособления.

Применение долот с предложенной опорой позволяет повысить технико-экономические показатели буровых работ в первую очередь за счет повышения срока службы опоры, благодаря надежной герметизации ее полости, а также упрощению технологии изготовления бурового долота и уменьшению стоимости изготовления бурового долота.

Герметизированная опора шарошечного долота, содержащая лапу с наклонной цапфой, выполненной с осевым каналом для подачи смазки, установленную на цапфе посредством замкового подшипника шарошку и узел герметизации с уплотнительным эластичным кольцом, выполненным с наклонными участками, расположенными под острым углом к радиальной плоскости цапфы, отличающаяся тем, что уплотнительное кольцо выполнено с поперечном сечением Т-образной формы, наклонные участки которого расположены на его продольной части, при этом узел герметизации снабжен охватывающими уплотнительное эластичное кольцо с двух сторон двумя металлическими кольцами, имеющими в продольном сечении форму прямоугольной трапеции, наклонная сторона которых контактирует с ответными наклонными участками уплотнительного кольца, противоположные стороны расположены перпендикулярно к продольной оси цапфы, наружная боковая сторона установлена с возможностью контакта с поперечной частью уплотнительного кольца, а внутренняя - с цапфой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровых шарошечных долот, содержащих лапу с цапфой, выполненных с каналами для подачи смазки, шарошку, закрепленную на цапфе посредством замкового подшипника, и размещенное в выточке уплотнительное эластичное кольцо.

Изобретение относится к буровой технике, к конструкции шарошечного долота для бурения скважин, подшипниковым узлам, воспринимающим большие односторонние осевые и радиальные нагрузки.

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом. .

Изобретение относится к области буровой техники и может использоваться при производстве буровых шарошечных долот, предназначенных для бурения глубоких скважин с целью добычи нефти и газа.

Изобретение относится к шарошечному породоразрушающему инструменту, а именно к системам смазки опоры долота. .

Изобретение относится к буровой технике, а именно к наддолотным лубрикаторам для смазки опор шарошечных долот в процессе бурения. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам и бурильным головкам для бурения скважин. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам и бурильным головкам для бурения скважин. .

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к буровым долотам с продувкой забоя воздухом

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при изготовлении шарошечных буровых долот

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при изготовлении шарошечных буровых долот

Изобретение относится к шарошечному породоразрушающему инструменту, а именно к системам смазки опоры бурового долота. Обеспечивает повышение долговечности опоры бурового долота, возможность обновления смазочного материала в зоне трения в процессе эксплуатации долота. Система смазки бурового шарошечного долота с герметизированными опорами включает узел компенсации смазки в опоре и систему каналов и полостей, соединяющих узел компенсации смазки с зонами трения в опоре. В замковом пальце имеется две полости, не сообщающиеся друг с другом, одна из которых обеспечивает поступление смазочного материала из масляного резервуара через длинный канал в полость опоры, а другая в совокупности с отверстием по оси цапфы обеспечивает отвод из полости опоры отработавшего смазочного материала. Дополнительно имеются два клапана и постоянный магнит, при этом впускной клапан вмонтирован в отверстие по оси цапфы вблизи упорного торца цапфы, выпускной клапан вмонтирован в замковый палец, вблизи спинки лапы, а постоянный магнит расположен в полости замкового пальца, сообщающейся с отверстием по оси цапфы. Смазочная система заполнена смазочным маслом с антизадирными присадками. 1 ил.

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при изготовлении шарошечных буровых долот. Обеспечивает повышение надежности и работоспособности долота. Резервуар для смазки опоры бурового шарошечного долота содержит автономный корпус со вставным дном и стопорным устройством, герметично устанавливаемый и жестко закрепляемый в отверстии лапы со стороны затрубного пространства, разделительный элемент между смазкой и промывочной жидкостью, позволяющий регулировать давление на смазку внутри резервуара, коническое резьбовое отверстие с пробкой для заправки смазки, боковую проточку с выходным отверстием на стенке корпуса для соединения с каналом системы смазки в лапе для вакуумирования полости опоры и закачки в нее смазки, а также систему каналов и отверстий для подвода внутрь резервуара промывочной жидкости. Разделительный элемент выполнен подвижным, в виде герметизированного поршня, перемещающегося внутри резервуара в зависимости от разницы давления в затрубном пространстве и внутри полости опоры, при этом на его боковой поверхности выполнена кольцевая проточка, соединенная отверстием с внутренней полостью в поршне со стороны смазки, вершина которой со стороны промывочной жидкости снабжена прорезным лепестковым клапаном, открывающимся при избыточном давлении смазки в опоре для сбрасывания его и закрывающимся при выравнивании давления. 9 ил.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра под сваи, разработки горных пород. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки при одновременном снижении трудоемкости изготовления. Шарошка бурового долота содержит корпус, ось, установленную в корпусе на подшипниках, крышку, камеру переменного объема с поршнем, сообщенную с внутренней полостью шарошки. Между крышкой и подшипником, на оси, с возможностью ограниченного осевого перемещения, установлен подпружиненный относительно крышки поршень. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра под сваи, разработки горных пород. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки при одновременном снижении трудоемкости изготовления. Шарошка бурового долота содержит корпус, ось со сквозным осевым каналом, установленную в корпусе на подшипниках, крышку, камеру переменного объема с поршнем, сообщенную с внутренней полостью шарошки. В центральном отверстии оси, оппозитно друг другу, установлены два поршня, соединенные пружиной растяжения, а в средней части оси, с возможностью сообщения центрального отверстия оси с внутренней полостью шарошки, выполнен как минимум один радиальный канал. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к компоновкам шарошки для буровой тоннелепроходческой машины. Технический результат заключается в предотвращении попадания грязи и других посторонних веществ в компоновке шарошек, работающих в условиях высоких гидростатических давлений. Компоновка шарошки с компенсацией давления для буровой тоннелепроходческой машины включает в себя вал, кольцевой резец в сборе, установленный с возможностью вращения на валу, и первый и второй концевые фиксаторы, закрепленные невращающимися на валу. Группы вращающихся уплотнений, погруженные в смазку, создают подвижное уплотнение между вращающимся кольцевым резцом в сборе и концевыми фиксаторами. Перемещающийся поршневой элемент подвергается воздействию внешнего давления и находится в контакте со смазкой, так что увеличение внешнего давления должно увеличивать давление смазки, при этом перепад давления на уплотнении поддерживается незначительным. В одном варианте осуществления поршень является частью плавающего фиксатора. В других вариантах осуществления поршень является кольцевым поршнем либо поршень представляет собой множество поршней, установленных в концевом фиксаторе. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх