Способ монтажа опоры шарошечного долота



Способ монтажа опоры шарошечного долота
Способ монтажа опоры шарошечного долота

 


Владельцы патента RU 2467148:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот. Обеспечивает улучшение эффективности работы долота. Способ монтажа опоры шарошечного долота включает установку на цапфе шарошки с кольцевой расточкой и фиксацию ее от осевого перемещения элементами замкового узла. Перед установкой шарошки на цапфу подпружиненные элементы замкового узла утапливают в радиальных каналах цапфы заподлицо с ее наружной поверхностью и фиксируют их в таком положении, затем на цапфу надевают шарошку и после совмещения подпружиненных элементов замкового узла с кольцевой расточкой шарошки подпружиненные элементы, установленные заподлицо с наружной поверхностью цапфы, освобождают от фиксации. 2 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым 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. справочник «Буровые долота». Палий П.А. и Корнеев К.Е., Москва, Недра, 1971 г., с.175, рис.V1.30).

К недостаткам данного долота следует отнести значительное ослабление цапфы в зоне расположения замкового подшипника, связанное с использованием замкового пальца большого диаметра. Особо это сильно сказывается при использовании долот малого диаметра. Этому также способствует наличие сварного шва на спинке лапы для фиксации замкового пальца. При контакте спинки лапы со стенками скважины наблюдается быстрый износ сварного шва, что может привести к заклиниванию пальца и, как следствие этого, к выходу из строя всей опоры. Крепление замкового пальца сваркой ведет также и быстрому выходу их из строя герметизирующего элемента в опоре долота, устанавливаемого, как правило, у основания цапфы и подверженного из-за этого значительному влиянию высокой температуры, сопутствующей сварочным работам. Все это снижает эффективность работы долота в целом.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая цапфу и шарошку с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, закрепленную на цапфе замковым узлом (см. авт. св. СССР №1588857, кл. Е21В 10/22, 1990 г.).

В данном долоте, благодаря исключению канала под замковый палец, значительно повышается прочность цапфы, а также исключаются все негативные явления, связанные с креплением замкового пальца сваркой.

Недостатками его являются сложность конструкции и, как следствие, малая надежность в работе, а также трудоемкость изготовления. Все это усугубляется наличием пружинного элемента, который в скважинных условиях быстро выйдет из строя и может стать причиной заклинивания шарошки на цапфе.

В авт. св. СССР №1588857 способ монтажа опоры шарошечного долота включает установку на цапфе шарошки с кольцевой расточкой и фиксацию шарошки от осевого перемещения подпружиненными элементами замкового узла.

К недостаткам данного способа следует отнести необходимость размещения пружинного элемента в открытой полости между шарошкой и цапфой и восприятие этой пружиной значительных нагрузок, постоянно действующих вдоль оси цапфы. Это неминуемо приведет к быстрому выходу пружинного элемента из строя. В результате этого может произойти заклинивание всей опоры и выход долота из строя. К другим недостаткам прототипа следует отнести и определенную сложность монтажа шарошки на цапфе из-за необходимости значительной деформации упругого элемента. Кроме того, монтаж предложенной опоры требует проведения дополнительных работ, связанных с необходимостью нарезки резьбы на цапфе и запорной втулке.

В соответствии с изложенным технической задачей изобретения является улучшение эффективности работы долота путем повышения стойкости его опоры и упрощения конструкции.

Поставленная техническая задача решается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом, согласно изобретению цапфа выполнена с радиальными каналами, а замковый узел образован размещенными в радиальных каналах цапфы подпружиненными элементами, совмещенными в рабочем положении с кольцевой расточкой шарошки.

Решению предложенной технической задачи способствует также и то, что:

- подпружиненные элементы замкового узла выполнены в виде шаров или штифтов со сферической головкой;

- радиальные каналы цапфы расположены в одной плоскости, перпендикулярной ее оси, и выполнены с одинаковым шагом.

Выполнение цапфы с радиальными каналами, а замкового узла в виде подпружиненных элементов, размещенных в радиальных каналах цапфы и совмещенных в рабочем положении с кольцевой расточкой шарошки, позволяет значительно увеличить прочность цапфы в наиболее опасном сечении.

Выполнение подпружиненных элементов замкового узла в виде штифтов со сферической головкой или в виде шаров, равномерно расположенных по наружной поверхности цапфы, позволяет значительно упростить конструкцию опоры и тем самым снизить стоимость долота в целом.

Решению задачи по снижению затрат на изготовление опоры и повышению надежности ее работы способствует также и реализация предложенного способа монтажа предложенной опоры.

Предложенный способ монтажа опоры включает установку на цапфе шарошки с кольцевой расточкой и фиксацию шарошки от осевого перемещения подпружиненными элементами замкового узла, согласно изобретению перед установкой шарошки на цапфу подпружиненные элементы замкового узла утапливают в радиальных каналах цапфы заподлицо с ее наружной поверхностью и фиксируют их в таком положении, затем на цапфу надевают шарошку и после совмещения подпружиненных элементов замкового узла с кольцевой расточкой шарошки подпружиненные элементы освобождают от фиксации.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид опоры долота; фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Опора бурового шарошечного долота включает лапу 1 с цапфой 5 и закрепленную на ней посредством замкового узла шарошку 2. Цапфа 1 выполнена с радиальными каналами 6, равномерно расположенными по ее окружности в одной плоскости, перпендикулярной ее оси. Шарошка 2 выполнена с кольцевой расточкой 7 под замковый узел, образованный несколькими штифтами 3 или шарами (не показаны), подпружиненными упругими элементами 4, размещенными на дне глухих каналов 6. В качестве упругих элементов могут быть использованы различные типы пружин или эластичный материал. Количество штифтов 3 и шаров выбирается расчетным путем в зависимости от диаметра цапфы и действующих на нее нагрузок.

Монтаж опоры долота осуществляется следующим образом. Вначале в радиальных каналах 6 устанавливают упругие элементы 4, а затем штифты 3 или шары. После этого они утапливаются и фиксируются любым известным способом, например легкоплавким сплавом. Затем надевают на цапфу 5 шарошку до совмещения замкового узла с кольцевой расточкой шарошки и помещают лапу долота в емкость с заданной температурой, при которой происходит освобождение замкового узла, т.е. плавление удерживающего штифты 3 или шаров сплава. После этого происходит автоматическое срабатывание замкового узла и подпружиненные штифты 3 входят в кольцевую расточку 7 шарошки 2, фиксируя последнюю относительно цапфы 5.

Принцип работы опоры долота заключается в следующем. В процессе бурения осевая нагрузка воспринимается опорными элементами долота, в данном случае - опорами скольжения. При этом благодаря выполнению запорного узла в виде подпружиненных штифтов 3 или шаров, которые не воспринимают осевую нагрузку, они практически не подвергаются износу. Это позволяет до минимума сократить количество штифтов 3, а следовательно, и максимально увеличить прочность опоры, что имеет особое значение для долот малого диаметра, работоспособность которых практически на все 100% лимитируется прочностью цапфы. Кроме того, это позволяет и значительно упростить и технологию изготовления долот и тем самым снизить их стоимость.

Все это позволяет повысить технико-экономические показатели буровых работ в первую очередь за счет применения форсированных режимов бурения.

Способ монтажа опоры шарошечного долота, включающий установку на цапфе шарошки с кольцевой расточкой и фиксацию ее от осевого перемещения элементами замкового узла, отличающийся тем, что перед установкой шарошки на цапфу подпружиненные элементы замкового узла утапливают в радиальных каналах цапфы заподлицо с ее наружной поверхностью и фиксируют их в таком положении, затем на цапфу надевают шарошку и после совмещения подпружиненных элементов замкового узла с кольцевой расточкой шарошки подпружиненные элементы, установленные заподлицо с наружной поверхностью цапфы, освобождают от фиксации.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции шарошечного долота, предназначенного для бурения скважин любого направления в горно-рудной, нефтяной и газовой промышленности и в строительстве дорог, каналов и др.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам шарошечных долот, включающим выполненную за одно целое с лапой цапфу, на которой установлена шарошка посредством шарикового замкового подшипника, зафиксированного запорным пальцем, установленным в канале лапы.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам шарошечных долот, включающим выполненную за одно целое с лапой цапфу, на которой установлена шарошка посредством шарикового замкового подшипника, зафиксированного запорным пальцем, установленным в канале лапы.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к буровым долотам и может использоваться при бурении скважин любого назначения. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот, содержащих выполненную за одно целое с лапой ступенчатую цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе посредством подшипников скольжения и замкового подшипника качения.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот, содержащих выполненную за одно целое с лапой ступенчатую цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе посредством подшипников скольжения в виде втулки и замкового подшипника качения.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровых шарошечных долот, содержащих выполненную за одно целое с лапой ступенчатую цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе посредством подшипников скольжения и замкового подшипника качения.

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

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошкам долота, и может быть использовано для бурения скважин различного назначения. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам, преимущественно для бурения твердых и крепких пород

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

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот, содержащих цапфу и шарошку

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот, содержащих лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот, содержащим цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с двумя последовательно расположенными уплотнительными кольцами

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, и к способам их монтажа. Обеспечивает повышение эффективности работы долота. Буровое шарошечное долото включает лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф. Радиальный канал в шарошке выполнен ступенчатой формы, причем ступень меньшего диаметра расположена с наружной стороны шарошки, при этом стопорный элемент выполнен в виде пружины сжатия, размещенной между замковым элементом и опорным буртом, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала шарошки. В способе монтажа указанного бурового шарошечного долота замковый элемент предварительно устанавливают в радиальном канале шарошки, после чего его фиксируют стопорным элементом в виде пружины сжатия, который размещают в полости между замковым элементом и опорным буртом, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала шарошки, при этом наружный диаметр стопорного элемента в сжатом положении выбирают большим диаметра меньшей ступени радиального канала шарошки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам монтажа опоры бурового шарошечного долота. Обеспечивает повышение эффективности работы долота. Способ монтажа опоры шарошечного долота включает установку на цапфе с радиальными каналами шарошки с кольцевой расточкой и фиксацию ее от осевого перемещения замковыми узлами, каждый из которых содержит устанавливаемый в радиальном канале цапфы штифт с пружинным элементом. Перед установкой шарошки на цапфу штифт с пружиной утапливают в радиальном канале цапфы, затем на цапфу надевают шарошку и после совмещения штифтов с кольцевой расточкой шарошки пружину освобождают, при этом штифты снабжают жестко соединенным с ним направляющим стержнем, проходящим через полость пружины, а цапфу долота выполняют с осевым каналом, соединенным с радиальными каналами цапфы, которые выполняют ступенчатой формы, причем осевой канал используют для управления пружинами замковых узлов путем воздействия на стержни штифтов зажимным инструментом. 2 ил.

Группа изобретений относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не требует значительных осевых нагрузок. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, надежную фиксацию шарошек. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами и установленные на них шарошки с радиальными каналами, в которых размещены замковые и стопорные штифты, совмещенные с кольцевыми канавками цапф. По первому варианту каждый стопорный штифт выполнен из легко деформируемого материала в виде нескольких разрезных элементов с буртами на наружной поверхности и коническим осевым каналом, а радиальный канал в шарошке - с кольцевой расточкой под бурты стопорного штифта, причем размещенная в осевом канале стопорного штифта торцевая часть замкового штифта имеет конгруэнтную коническую форму. По второму варианту каждый стопорный штифт выполнен в виде цанговой втулки, а радиальные каналы в шарошке - с кольцевой расточкой под цанговую втулку, при этом цанговые втулки выполнены с коническими осевыми каналами, а наружные концы замковых штифтов - с ответными коническими выступами. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, надежное крепление шарошек. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф. Стопорные элементы выполнены с пазами на боковой поверхности, в которых размещены хвостовики породоразрушающих зубков, закрепленных на затылочной части шарошек. 2 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не требует значительных осевых нагрузок. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, повышение надежности крепления шарошек на цапфах. Буровое долото включает лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены на цапфе посредством фиксаторов, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой цапфы. Каждый фиксатор выполнен в виде ступенчатого единого стержня, причем ступень большего диаметра выполнена с пазом, расположенным на ее боковой поверхности и совмещенным с хвостовиком породоразрушающего зубка, установленного на затылочной части шарошки. Ступень фиксатора большего диаметра может быть выполнена с осевым каналом, в котором закреплен породоразрушающий элемент. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх