Опора шарошечного долота


 


Владельцы патента RU 2473771:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровых шарошечных долот. Обеспечивает повышение стойкости и надежности опоры при одновременном упрощении технологии сборки замкового подшипника и опоры в целом. Опора шарошечного долота содержит цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником в виде двух обойм, контактирующих между собой по сферической поверхности, внутренняя из которых закреплена на цапфе, а наружная - на шарошке. Наружная обойма выполнена с несколькими осевыми каналами, в которых установлены фиксаторы с коническими направляющими, и пересекающими их радиальными каналами с размещенными в них стопорными штифтами, при этом шарошка выполнена с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, совмещенной с радиальными каналами верхней обоймы, а цапфа - с осевым каналом, расположенным от оси цапфы на расстоянии, равном радиусу удаления осевых каналов верхней обоймы от ее оси. Стопорные штифты могут быть выполнены с коническими торцами для взаимодействия с коническими направляющими фиксаторов. Фиксаторы могут быть жестко соединены с верхней обоймой посредством резьбового соединения. Шарошка может быть выполнена с осевыми каналами, в которых размещены концевые участки фиксаторов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к 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. справочник «Буровые долота», Палий П.А. и Корнеев К.Е., Москва, Недра, 1971 г., с.175, рис.V1.29).

К недостаткам данной опоры следует отнести быстрый выход ее из строя из-за ослабления цапфы каналом под замковый палец. Особо это сильно сказывается на долотах малого диаметра, предназначенных для бурения по твердым и крепким породам. Это связано с тем, что эффективность работы шарошечных долот по таким породам в первую очередь определяется величиной осевой нагрузки. Чем выше осевая нагрузка, тем выше скорость бурения. Однако ослабление цапфы замковым пальцем в малогабаритных долотах ограничивает допустимую осевую нагрузку и не обеспечивает работу долота на оптимальных режимах.

Известна также опора шарошечного долота, содержащая цапфу и закрепленную на ней шарошку замковым подшипником, образованным двумя обоймами, наружная из которых жестко соединена с шарошкой, а внутренняя - с цапфой. При этом наружная обойма разделена на два кольца по линии, проходящей перпендикулярно ее оси через наибольший диаметр сферической поверхности внутренней обоймы, причем кольца выполнены с совмещенными каналами для их соединения штифтом, устанавливаемым через совмещенный с ними канал в лапе долота (патент РФ №2374419, кл. Е21В 10/22, 2009 г.).

Недостатком данной опоры является определенная сложность конструкции и малая надежность фиксации шарошки, особенно при бурении на форсированных режимах.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником в виде двух обойм, контактирующих между собой по сферической поверхности, внутренняя из которых закреплена на цапфе, а наружная - на шарошке (см. авт.св. СССР №220192, кл. Е21В 10/22, 1968 г.).

В данной опоре благодаря выполнению замкового подшипника без пальца значительно повышается прочность цапфы, а следовательно возможно и использование форсированных режимов бурения.

Однако известная конструкция опоры также не лишена недостатков, основным из которых является сложность монтажа замкового подшипника. Это связано с необходимостью нагрева шарошки для установки замкового подшипника. При нагреве шарошки происходит отпуск металла корпуса шарошки и как следствие этого уменьшение твердости рабочей поверхности корпуса шарошки. При бурении по абразивным породам это может привести к износу корпуса шарошки вплоть до обнажения опоры, что, в свою очередь, неминуемо приводит к попаданию абразивного шлама в полость опоры и к ее заклиниванию.

В соответствии с изложенным технической задачей изобретения является повышение стойкости и надежности опоры при одновременном упрощении технологии сборки замкового подшипника.

Поставленная техническая задача решается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником, в виде двух обойм, контактирующих между собой по сферической поверхности, внутренняя из которых закреплена на цапфе, а наружная - на шарошке, согласно изобретению, наружная обойма выполнена с несколькими осевыми каналами, в которых установлены фиксаторы с коническими направляющими, и пересекающими их радиальными каналами с размещенными в них стопорными штифтами, при этом шарошка выполнена с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, совмещенной с радиальными каналами верхней обоймы, а цапфа - с осевым каналом, расположенном от оси цапфы на расстоянии, равном радиусу удаления осевых каналов верхней обоймы от ее оси.

Решению поставленной задачи способствует также следующее:

- стопорные штифты выполнены с коническими торцами для взаимодействия с коническими направляющими фиксаторов;

- фиксаторы жестко соединены с верхней обоймой посредством резьбового соединения;

- шарошки выполнены с осевыми каналами, в которых размещены концевые участки фиксаторов.

Такое выполнение опоры позволяет повысить стойкость опоры при одновременном упрощении технологии сборки замкового подшипника.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид опоры долота в разрезе.

Опора бурового шарошечного долота включает цапфу 1 и закрепленную на ней посредством замкового подшипника шарошку 2. Замковый подшипник выполнен в виде двух обойм 4 и 6, контактирующих между собой по сферической поверхности 5. Внутренняя обойма 6 закреплена на цапфе 1, а наружная 4 - на шарошке 2. При этом наружная обойма 4 выполнена с несколькими ступенчатыми осевыми 3 и пересекающими их радиальными каналами 7, в которых установлены соответственно фиксаторы 8 и стопорные штифты 9. Фиксаторы 8 выполнены с коническими направляющими 10, взаимодействующими с коническими торцами 11 стопорных штифтов 9 с целью их радиального выдвижения и закрепления шарошки 2 относительно цапфы 1. Фиксаторы 8 могут быть выполнены с длиной более длины наружной обоймы 4 и с возможностью размещения части фиксатора в осевых каналах 12 шарошки 2 для передачи крутящего момента от шарошки 2 к верхней обойме 4 замкового подшипника. Стопорные штифты 9 в рабочем положении размещают в кольцевой расточке 13 шарошки 2, совмещенной с радиальными каналами 7 наружной обоймы 4, и фиксируют ее от осевого перемещения относительно цапфы 1. Сами стопорные штифты 9 удерживаются от выпадения фиксаторами 8, которые крепятся в осевых каналах 3 верхней обоймы 4 посредством резьбы или другим известным способом. При этом фиксаторы 8 вводятся в осевые каналы 3 наружной обоймы 4 через специальный канал 14 в цапфе 1 лапы 15, расположенном от оси цапфы 1 на расстоянии R1, равном радиусу R2 удаления осевых каналов 3 верхней обоймы 4 от ее оси.

При монтаже опоры вначале на цапфе 1 устанавливают собранный замковый подшипник с обоймами 4 и 6. После этого в радиальных каналах 7 наружной обоймы 4 размещают стопорные штифты 9, совмещают один из осевых каналов 3 наружной обоймы 4 с каналом 14 цапфы 1 и вводят в них фиксатор 8. Своей конической направляющей 10 фиксатор 8 воздействует на конический торец 11 стопорного штифта 9 и выдвигает его в радиальном направлении в кольцевую расточку 13 шарошки 2, фиксируя ее от осевого перемещения относительно цапфы 1. Затем фиксатор 8 крепится в наружной обойме 4 резьбой или другим известным способом, например пайкой. Другие фиксаторы 8 устанавливаются таким же способом. Возможен вариант крепления фиксатора 8 пробкой (не показана), устанавливаемой в осевом канале 14 цапфы 1. При выполнении фиксатора 8 с длиной, превышающей длину верхней обоймы 4, осевые каналы 12 шарошки необходимо совместить с осевыми каналами 14 цапфы 1 лапы 15 и наружной обоймы 4 и только после этого вводить фиксатор 8.

Такое выполнение опоры позволяет повысить ее стойкость и надежность работы при одновременном упрощении технологии сборки замкового подшипника, а следовательно и опоры в целом. Кроме того, при такой конструкции опоры возможна замена изношенной шарошки новой, причем непосредственно на буровой, что в ряде случаев (при опережающем износе вооружения по отношению к опоре) позволит значительно улучшить технико-экономические показатели буровых работ.

1. Опора шарошечного долота, содержащая цапфу и шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником в виде двух обойм, контактирующих между собой по сферической поверхности, внутренняя из которых закреплена на цапфе, а наружная - на шарошке, отличающаяся тем, что наружная обойма выполнена с несколькими осевыми каналами, в которых установлены фиксаторы с коническими направляющими, и пересекающими их радиальными каналами с размещенными в них стопорными штифтами, при этом шарошка выполнена с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, совмещенной с радиальными каналами верхней обоймы, а цапфа - с осевым каналом, расположенным от оси цапфы на расстоянии, равном радиусу удаления осевых каналов верхней обоймы от ее оси.

2. Опора шарошечного долота по п.1, отличающаяся тем, что стопорные штифты выполнены с коническими торцами для взаимодействия с коническими направляющими фиксаторов.

3. Опора шарошечного долота по п.1, отличающаяся тем, что фиксаторы жестко соединены с верхней обоймой посредством резьбового соединения.

4. Опора шарошечного долота по п.1, отличающаяся тем, что шарошка выполнена с осевыми каналами, в которых размещены концевые участки фиксаторов.



 

Похожие патенты:

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 буровым шарошечных долот. .

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 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.

Изобретение относится к способам монтажа опоры бурового шарошечного долота. Обеспечивает технологичность изготовления долота и монтажа его опоры. 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 пружиной. Перед установкой шарошки на цапфу пружину жестко соединяют со штифтом, потом пружину сжимают и заливают в таком положении легкоплавким сплавом, а после затвердения сплава пружину вместе со штифтом устанавливают в радиальном канале цапфы заподлицо с ее наружной поверхностью, затем на цапфу надевают шарошку и после совмещения штифтов с кольцевой расточкой шарошки освобождают пружину путем нагрева сплава до температуры плавления. 2 ил.

Изобретение относится к способам монтажа опоры шарошечного долота. Обеспечивает технологичность изготовления долота и монтажа его опоры, 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 приводом. Перед установкой шарошки на цапфу штифт с приводом утапливают в радиальных каналах цапфы, затем на цапфу надевают шарошку и после совмещения штифтов с кольцевой расточкой шарошки приводят привод в рабочее положение, при этом в качестве привода для штифта используют распорный элемент, изготовленный из материала с эффектом памяти формы, причем распорный элемент до установки в радиальном канале цапфы жестко соединяют со штифтом и устанавливают в канале в сложенном положении. 2 ил.
Наверх