Опора шарошечного долота



Опора шарошечного долота
Опора шарошечного долота

 


Владельцы патента RU 2468176:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к герметизированным опорам шарошечных долот. Обеспечивает повышение срока службы и надежности герметизации опоры. Опора шарошечного долота содержит цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка. Опора снабжена разрезной втулкой, выполненной с проточкой на наружной поверхности под уплотнительный элемент, при этом цапфа в зоне размещения уплотнительного элемента выполнена, по меньшей мере, с одним радиальным каналом, в котором установлен с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью разрезной втулки стержень, выполненный из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы и шарошки. Разрезная втулка может быть выполнена с кольцевым буртом на внутренней поверхности, а взаимодействующие с ним цапфа и торцы стержня - с ответным кольцевым пазом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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

Известна опора шарошечного долота, содержащая шарошку, зафиксированную на цапфе посредством шарикового замкового подшипника, и эластичное кольцо, размещенное в выточке шарошки [см. авт. св. СССР №1686869, кл. Е21В 10/22,1988 г.].

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка [патент РФ №2019670, кл. Е21В 10/22, 1994 г.].

К недостаткам аналога и прототипа следует отнести ограниченный ресурс работы, особенно при бурении по твердым и крепким породам при значительных осевых нагрузках, ведущих к сильному нагреву опорных поверхностей цапфы и шарошки.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение срока службы опоры за счет повышения надежности ее герметизации.

Указанный технический результат достигается тем, что опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка, согласно изобретению она снабжена разрезной втулкой, выполненной с проточкой на наружной поверхности под уплотнительный элемент, при этом цапфа в зоне размещения уплотнительного элемента выполнена, по меньшей мере, с одним радиальным каналом, в котором с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью разрезной втулки установлен стержень, выполненный из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы и шарошки.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что разрезная втулка выполнена с кольцевым буртом на внутренней поверхности, а взаимодействующие с ним цапфа и торцы стержня - с ответным кольцевым пазом.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена предлагаемая опора бурового долота в разрезе, а на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе (вариант выполнения втулки и уплотнительного элемента).

Опора содержит шарошку 1, зафиксированную на цапфе 2 посредством шарикового подшипника 3, и уплотнительный элемент 4. Предложенная опора дополнительно включает разрезную втулку 5, выполненную с проточкой 6 на наружной поверхности под уплотнительный элемент 4. Внутренняя поверхность втулки 5 выполнена с кольцевым буртом 7, а цапфа 2 - с ответным кольцевым пазом 8 на наружной поверхности. В зоне расположения уплотнительного элемента 4 цапфа выполнена с одним или несколькими радиальными каналами 9 под стержни 10, изготовленными из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы 2 и шарошки 1. При использовании одного стержня 10 радиальный канал 9 должен проходить через самые нижнюю и верхнюю точки цапфы 2. В этом случае стержень 10 воздействует на уплотнительный элемент 4 через разрезную втулку 5 в зоне наибольшего люфта между шарошкой 1 и цапфой 2. В случае использования в опоре нескольких стержней 10, они должны располагаться равномерно по всей окружности цапфы 2, что обеспечивает наиболее равномерное прижатие разрезной втулки 5 и уплотнительного кольца 4 к контактирующим поверхностям шарошки 1. Наружные торцы стержней 10 в обоих случаях также выполнены с пазом под бурт 8 втулки 5 и совместно с кольцевым пазом 8 цапфы 2 служат центратором для разрезной втулки 5. При этом концевые участки разрезной втулки 5 имеют вид гребенки, причем выступы одного конца входят во впадины другого конца. Возможен вариант выполнения втулки 5 без кольцевого бурта 8, особенно в долотах малого диаметра, также как и крепление уплотнительного элемента 4 непосредственно на наружной поверхности втулки (фиг.1).

В процессе работы опорные поверхности цапфы 2 и шарошки 1 нагреваются, что приводит к увеличению кольцевого зазора между ними и разгерметизации опоры. Это, в свою очередь, ведет к вытеканию масла из резервуара и попаданию шлама между контактирующими элементами цапфы 2 и шарошки 1. Для устранения этого явления в предложенной опоре используется разрезная втулка 5 и стержни 10, выполненные из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала шарошки 1 и цапфы 2. В этом случае благодаря большему увеличению длины стержня 10 по сравнению с увеличением диаметра контактирующих поверхностей шарошки 1 и цапфы 2 образующийся и постоянно увеличивающийся в процессе работы зазор будет постоянно перекрыт уплотнительным элементом 4, поджимаемым к шарошке 1 стержнем 10. При этом кольцевой бурт 7 разрезной втулки 5, благодаря контакту со стенками кольцевого паза 8 цапфы 2, обеспечивает герметизацию зазора между цапфой 2 и втулкой 5.

Таким образом, использование предложенной опоры позволяет повысить надежность ее герметизации и тем самым значительно увеличить ресурс работы как самой опоры, так и шарошечного долота в целом.

1. Опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка, отличающаяся тем, что она снабжена разрезной втулкой, выполненной с проточкой на наружной поверхности под уплотнительный элемент, при этом цапфа в зоне размещения уплотнительного элемента выполнена, по меньшей мере, с одним радиальным каналом, в котором установлен с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью разрезной втулки стержень, выполненный из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы и шарошки.

2. Опора шарошечного долота по п.1, отличающаяся тем, что разрезная втулка выполнена с кольцевым буртом на внутренней поверхности, а взаимодействующие с ним цапфа и торцы стержня - с ответным кольцевым пазом.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к формированию корпусов буровых долот и другого инструмента. .

Изобретение относится к области разрушения горных пород высоковольтными электрическими разрядами, развивающимися внутри горной породы, и доразрушения твердосплавными резцами вращающегося бурового долота.

Изобретение относится к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по абразивным породам. .

Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано в различных типах породоразрушающего инструмента с герметизированной маслонаполненной опорой - в буровых долотах, расширителях и калибраторах.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым шарошечным долотам. .

Изобретение относится к области бурения скважин долотами режущего типа и может найти применение в горнодобывающей и нефтегазовой отраслях при бурении скважин различного назначения.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при проходке глубоких скважин с отбором керна в ледовых толщах Арктики и Антарктики. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Изобретение относится к техническим средствам для электроимпульсного бурения с обратной внутренней промывкой скважин сплошного бурения или с отбором керна и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных и других работах, где требуется бурение скважин в крепких горных породах
Изобретение относится к способам крепления породоразрушающих вставок к инструменту

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа

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

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

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к инструменту для шарошечного бурения скважин. Обеспечивает повышение надежности и долговечности работы уплотнения и в целом бурового долота. Способ изготовления уплотнительного кольца для герметизации опор шарошек буровых долот включает проверку качества входящих в рецептуру компонентов, подготовку их массы для запускаемой партии резиновой смеси, состоящей из каучука, технического углерода, активаторов, ускорителей или замедлителей преждевременной вулканизации, противостарителей, увеличителей морозостойкости, вальцовку, шприцевание, вулканизацию под давлением и при нагреве, удаление облоя. Уплотнительное кольцо собирается из двух составляющих, изготовленных по различной технологии и обладающих различными физическими свойствами, на их торцевые контактирующие поверхности наносится клеящее вещество, соединенные составляющие помещаются в цилиндрический стакан с внутренним диаметром, равным диаметру уплотняемой внутренней поверхности шарошки, где под нагрузкой крышки стакана и под нагревом выдерживаются до полного высыхания клеящего вещества. 4 ил.

Изобретение относится к способам проектирования вооружения буровых долот с поликристаллическими алмазными элементами. Обеспечивает стабильность работы долота PDC, высокую механическую скорость бурения. Элементы вооружения долота PDC, включающие резцы PDC и опорные элементы, ограничивающие глубину резания породы, располагаются в процессе проектирования так, чтобы минимизировать моменты относительно осей координат, перпендикулярных оси долота, а также силы, отклоняющие долото к стенке скважины. 9 ил.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Обеспечивает повышение надежности и эффективности работы долота. Промывочный узел бурового шарошечного долота с центральной промывочной системой содержит корпус с каналом и гнездом, в котором посредством резьбовой втулки закреплена насадка с уплотнительным элементом и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента. Узел передачи крутящего момента образован наклонными пазами, выполненными на внутренней поверхности насадки, при этом направление пазов совпадает с направлением резьбы крепежной втулки, насадка и втулка выполнены с ответными выступами и впадинами на контактирующих поверхностях для передачи крутящего момента, а число пазов соответствует числу шарошек, при этом пазы направлены в межшарошечное пространство и выполнены коноидальной формы. 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот. Обеспечивает повышение стойкости опоры путем увеличения надежности ее герметизации. Опора шарошечного долота содержит цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником с фиксатором от осевого перемещения, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом и размещенной внутри него металлической втулкой из пружинной стали. Металлическая втулка узла герметизации выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота, при этом гофры металлической втулки имеют форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы. 2 ил.
Наверх