Разъемное соединение бурового инструмента


 


Владельцы патента RU 2468180:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к горному инструменту, а именно к соединениям буровых штанг с коронками, преимущественно для ударно-вращательного бурения. Предложенное разъемное соединение бурового инструмента включает хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента. С целью упрощения конструкции соединения и повышения к.п.д. передачи энергии от привода к рабочему органу головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор. Диаметр стержневого фиксатора меньше высоты кольцевой проточки. Узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура. Между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горному инструменту, а именно к соединениям буровых штанг с коронками, преимущественно для ударно-вращательного бурения.

Известно соединение бурового инструмента, включающее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной и центрирующей концентричной поверхностью и соответствующее его профилю посадочное гнездо буровой коронки, при этом торцевая поверхность наконечника штанги контактирует с поверхностью днища гнезда коронки (см. авт. св. СССР №538131, кл. Е21В 17/04, 1974).

Недостатком данного соединения является малая контактная поверхность наконечника штанги с буровой коронкой, что приводит к быстрому выходу из строя наконечника буровой штанги, особенно при использовании тяжелых перфораторов, и, как следствие этого, к удорожанию буровых работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является разъемное соединение бурового инструмента, включающее хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента (см. авт. св. СССР №1049649, кл. Е21В 17/04, 1983).

К недостаткам данного соединения следует отнести сложность конструкции, что ведет к удорожанию бурового инструмента с данным видом соединения. Другим недостатком соединения является низкий коэффициент передачи ударной энергии от перфоратора непосредственно на коронку, связанную жестким соединением наконечника штанги с буровой коронкой.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции соединения и повышение коэффициента передачи энергии на буровую коронку.

Указанный технический результат достигается тем, что в разъемном соединении бурового инструмента, включающим хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента, согласно изобретению головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор, диаметр которого меньше высоты кольцевой проточки, а узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид соединения в продольном разрезе.

Разъемное соединение бурового инструмента включает хвостовик 1 коронки 2 с полостью 3 и промывочными каналами 12 и установленную в ней ступенчатую головку бура 4, закрепленную посредством стержневого фиксатора 5, размещенного в радиальном канале 6 хвостовика 1 коронки 2. Головка бура 4 выполнена с кольцевой проточкой 7 на наружной поверхности под стержневой фиксатор 5, при этом диаметр - D фиксатора 5 меньше высоты - Н кольцевой проточки 7, что гарантирует передачу ударной нагрузки от перфоратора непосредственно на коронку 2. Это значительно увеличивает удельную нагрузку на буровую коронку и тем самым повышает к.п.д передачи энергии от привода (перфоратора) на рабочий орган (буровую коронку), обеспечивая эффективность разрушения породы, особенно при бурении по твердым и крепким породам.

Между контактирующими торцевыми поверхностями 8 и 9 соответственно головки бура 4 и дна хвостовика 1 коронки 2 расположены сменные диски 10, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика 1 коронки 2. Благодаря использованию таких дисков практически исключается вероятность деформации хвостовика 1 бура 2, т.к. реакция забоя через породоразрушающие элементы коронки 2 воспринимается дисками 10. При этом благодаря сменности дисков 10 они могут быть использованы многократно.

В процессе работы передача крутящего момента от головки бура на буровую коронку 2 осуществляется кулачковым соединением 11, образованным совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика 1 коронки 2 и большей ступени головки бура 4. Осевая ударная нагрузка передается от головки бура 4 на буровую коронку 2 через сменные диски 10. Фиксатор 5 в данном соединении служит только для удержания коронки 2 от выпадения и не является силовым элементом, что упрощает монтаж и особенно демонтаж соединения по сравнению с прототипом.

Предложенное соединение позволяет упростить его конструкцию, следовательно, и уменьшить стоимость бурового инструмента, а также повысить эффективность работы породоразрушающего инструмента благодаря увеличению к.п.д. передачи энергии от привода на рабочий орган.

1. Разъемное соединение бурового инструмента, включающее хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента, отличающееся тем, что головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор, диаметр которого меньше высоты кольцевой проточки, а узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура.

2. Разъемное соединение бурового инструмента по п.1, отличающееся тем, что между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности самобурящим анкерным болтам для крепления кровли и стен горной выработки. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области калибровки резьбовых калибров соединений обсадных труб и муфт к ним. .

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию, в частности к насосно-компрессорным трубам (НКТ). .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к резьбовым соединениям бурильных или обсадных труб. .

Изобретение относится к рабочим органам буровых станков и служит для проходки скважин в горном массиве. .

Изобретение относится к области трубных соединений, используемых при изготовлении нефтегазопромысловых труб и труб для морских трубопроводов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для использования при механизированном способе добычи нефти с применением штанговой колонны в искривленном стволе скважины. Соединительная муфта насосных штанг включает составной корпус, содержащий полую верхнюю и нижнюю полумуфты. Полумуфты связаны между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца. Шаровой палец установлен в нижней полумуфте посредством присоединительной резьбы и соединен с верхней полумуфтой в седле по сферической поверхности с зазором, заполненным смазывающей жидкостью. При этом верхняя полумуфта имеет ребра жесткости на контакте шарового пальца с седлом установлена полиамидная прокладка. Весь узел изолирован от внешней среды резиновой прокладкой и прижимным пыльником. Конструкция позволяет снизить износ шарового узла, частоту отворотов и обрывов колонны штанг вследствие уменьшения воздействия напряжения изгиба и кручения на искривленных участках ствола скважины. Такая конструкция способствует повышению надежности работы шарнирной муфты насосных штанг в наклонно направленных скважинах и повышению межремонтного периода колонны штанг. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к соединениям профильных труб, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. Техническим результатом данного изобретения является уменьшение жесткости поперечного сечения соединения и исключение перетока жидкости между стенками перекрывателя и скважины. Соединение профильных труб перекрывателей скважин содержит профильные трубы с цилиндрическими концами, которые снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях. Также имеются средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец. Одно из колец установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. В ниппельном конце выполнено сужение под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. При этом наружный стык выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Выше и/или ниже резьбового соединения на цилиндрическом участке выполнено сужение в виде чередующихся кольцевых утолщений и впадин. На наружной поверхности сужения приварена эластичная манжета заподлицо с цилиндрическим участком. 2 ил.

Группа изобретений относится к трубному компоненту для резьбового соединения. Соединение на одном из концов имеет резьбовую зону, сформированную на его наружной или внутренней периферийной поверхности в зависимости от того является ли резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа. Указанный конец заканчивается концевой поверхностью, а резьбовая зона на протяжении по меньшей мере одного участка содержит витки резьбы, которые при рассмотрении в продольном разрезе, проходящем через ось трубного компонента, содержат вершину витка резьбы, основание витка резьбы, нагруженную сторону и ударную сторону. Ширина вершин витка резьбы уменьшается в направлении концевой поверхности, в то время как ширина оснований витка резьбы увеличивается. Профиль нагруженных сторон и/или ударных сторон, при рассмотрении в продольном разрезе, проходящем через ось трубного компонента, содержит центральный участок сплошной кривой, которая оснащена точкой перегиба. Указанный профиль является выпуклым возле вершины витка резьбы и вогнутым возле основания витка резьбы. Также описано резьбовое соединение. Технический результат заключается в повышении надежности резьбового соединения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к буровой технике и касается преимущественно резьбового соединения замков бурильных труб геологоразведочного и нефтяного сортамента. Резьбовое соединение состоит из муфты, ниппеля и прорезной пружины, установленной между упорным уступом муфты и упорным торцом ниппеля. Причем между упорным уступом ниппеля и упорным торцом муфты образуется ликвидируемый в процессе затяжки соединения и сжатия пружины зазор, величина которого равна ходу пружины и, согласно ее параметрам, строго соответствует заданной осевой нагрузке на внутренний упорный стык. После затяжки соединения обеспечивается строго заданная осевая нагрузка на наружный упорный стык. Технический результат заключается в обеспечении создания строго заданных осевых нагрузок на внутренний и на наружный упорный стык, сохранение их соотношения на весь период эксплуатации. Надежное функционирование обоих упорных уступов позволяет увеличить осевую силу затяжки резьбового соединения в 1,5 раза и соответственно повысить его статическую прочность и циклическую долговечность. 1 ил.

Изобретение относится к соединениям насосных штанг для привода винтовых насосов. Техническим результатом является повышение прочности на кручение и устойчивости к нагрузкам на разрыв. Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса содержит накидную втулку с внутренним уступом с одной стороны и внутренней резьбой с другой стороны, стержень штанги, накидную гайку и позиционирующую гайку. Стержень штанги выполнен с наружной резьбой, а также клиновидным пазом на одном торце и с клиновидным выступом на другом торце. При этом со стороны клиновидного выступа на стержне установлены накидная гайка и направляющая накидная втулка, внутри которой до контакта с ее внутренним уступом на стержень установлена позиционирующая гайка. Клиновидный выступ выполнен с возможностью его размещения в клиновидном пазу соседнего стержня при соединении последнего с направляющей накидной втулкой. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к узлу для создания резьбового соединения, способу свинчивания и развинчивания указанного соединения и использованию указанного соединения в водоотделяющей колонне для подземного ремонта. Техническим результатом является создание узла резьбового соединения со сниженным риском несвоевременного развинчивания при эксплуатации. Узел резьбового соединения содержит первый и второй трубчатые компоненты, имеющие ось вращения (4). На одном из концов (1; 3) каждого компонента расположена охватываемая резьбовая зона (10; 30), выполненная на внешней кольцевой поверхности. Каждый из указанных концов (1; 3) оканчивается конечной поверхностью (15; 35), содержащей средства (14; 34), которые вместе образуют зубчатую муфту прямой передачи для обеспечения фиксации первого и второго трубчатых компонентов во вращении. Узел резьбового соединения также содержит третий трубчатый компонент, который также имеет ось вращения (4). На внутренней кольцевой поверхности каждого из концов третьего трубчатого компонента (2; 2') расположены две охватывающие резьбовые зоны (20; 20'). Одна из двух охватываемых резьбовых зон (10; 30) может взаимодействовать путем свинчивания с одной из двух охватывающих резьбовых зон (20, 20'), в то время как другая охватываемая резьбовая зона может взаимодействовать путем свинчивания с другой охватывающей резьбовой зоной. Охватываемый конец (1) первого трубчатого компонента, а также соответствующий охватывающий конец (2) третьего трубчатого компонента содержат средства для обеспечения свободного вращения (11, 21). В конце ввинчивания указанной охватываемой резьбовой зоны (10) в указанную охватывающую резьбовую зону (20) трубчатые компоненты, на которых расположены указанные охватываемая и охватывающая резьбовые зоны, могут свободно вращаться относительно друг друга. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к резьбовым соединениям для геологоразведочных работ или эксплуатации на углеводородных скважинах. Резьбовое соединение содержит первый компонент, содержащий охватываемый конец с резьбовой зоной, расположенной на его внешней периферийной поверхности, и второй компонент, содержащий охватывающий конец с резьбовой зоной, расположенной на его внутренней периферийной поверхности. Резьбовая зона охватываемого конца ввинчена в резьбовую зону охватывающего конца. Резьбовые зоны содержат соответствующие охватываемые и охватывающие витки резьбы, которые содержат основание, вершину, стыковочную боковую сторону и нагрузочную боковую сторону. В нагрузочной боковой стороне резьбовой зоны охватывающего конца и/или охватываемого конца соответственно рядом с основанием расположен паз, а также имеется выступ, который выступает из нагрузочной боковой стороны резьбовой зоны охватываемого конца и/или соответственно из охватывающего конца. Рядом с вершиной данный выступ содержит выпуклую поверхность и вогнутую поверхность. В соединенном состоянии между вогнутой поверхностью и пазом присутствует радиальный зазор, а между концом выступа и дном паза присутствует осевой зазор. Изобретение повышает надежность резьбового соединения. 19 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх