Опора шарошечного долота (варианты)



Опора шарошечного долота (варианты)
Опора шарошечного долота (варианты)
Опора шарошечного долота (варианты)

 


Владельцы патента RU 2476661:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот, содержащих лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом. Замковый узел установлен в кольцевой проточке цапфы, расположенной между кольцевым буртом и базовым торцом цапфы. Особенностью предложенной опоры по одному варианту является то, что замковый узел образован цилиндрической втулкой, установленной в кольцевой проточке цапфы и жестко соединенной с шарошкой. Кольцевой бурт выполнен съемным и жестко соединен с цапфой, а шарошка соединена с втулкой посредством левой резьбы. По другому варианту особенностью опоры является то, что замковый узел образован цилиндрической втулкой, установленной в кольцевой проточке цапфы и жестко соединенной с шарошкой. При этом кольцевой бурт выполнен съемным и жестко соединен с цапфой, а шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от проворота и осевого перемещения. Причем шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от проворота посредством их шлицевого соединения, а от осевого перемещения радиально расположенными штифтами. Такое выполнение опоры позволяет значительно упростить конструкцию опоры, повысить надежность ее работы и повысить технико-экономические показатели долота в целом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 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.V1.30).

К недостаткам данного долота следует отнести значительное ослабление цапфы в зоне расположения замкового подшипника, связанное с использованием замкового пальца большого диаметра. Этот недостаток в первую очередь относится к долотам малого диаметра.

Известна также опора шарошечного долота, содержащая лапу с цапфой и шарошку, 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.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом, установленным в кольцевой проточке цапфы, расположенной между кольцевым буртом и базовым торцом цапфы (см. патент РФ №2291272, кл. Е21В 10/22, 2007 г.).

Основными недостатками прототипа являются сложность конструкции и трудоемкость монтажа и демонтажа замкового узла опоры. Это связано с выполнением замкового узла из нескольких составных элементов, что автоматически усложняет и технологию его монтажа и демонтажа. Все это снижает надежность работы замкового узла и продолжительность работы долота в целом.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является улучшение эффективности работы долота путем повышения стойкости его опоры и упрощение конструкции.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом, установленным в кольцевой проточке цапфы, расположенной между кольцевым буртом и базовым торцом цапфы, согласно изобретению замковый узел образован цилиндрической втулкой, установленной в кольцевой проточке цапфы и жестко соединенной с шарошкой, при этом кольцевой бурт выполнен съемным и жестко соединен с цапфой, а шарошка соединена с втулкой посредством левой резьбы.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом, установленным в кольцевой проточке цапфы, расположенной между кольцевым буртом и базовым торцом цапфы, согласно изобретению замковый узел образован цилиндрической втулкой, установленной в кольцевой проточке цапфы и жестко соединенной с шарошкой, при этом кольцевой бурт выполнен съемным и жестко соединен с цапфой, а шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от проворота и осевого перемещения.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от проворота посредством их шлицевого соединения;

- шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от осевого перемещения радиально расположенным штифтом.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 и 2 изображают общий вид опоры долота в продольном разрезе; фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.

Опора бурового шарошечного долота включает цапфу 1, выполненную за одно целое с лапой 10, и закрепленную на цапфе 1 посредством замкового узла шарошку 2. Цапфа 1 выполнена со ступенчатой наружной поверхностью с кольцевой проточкой 3, расположенной между кольцевым буртом 12 и базовым торцом 13 цапфы 1. В кольцевой проточке 3 размещен замковый узел, образованный цилиндрической втулкой 4, жестко соединенной с шарошкой 2 по одному варианту посредством левой резьбы 14 (фиг.2), выполненной на внутренней поверхности шарошки 2 и наружной поверхности втулки 4 (см. фиг.1). По другому варианту втулка 4 и шарошка 2 соединены посредством шлицев 8 и 9, предотвращающих их проворот, и штифтами 5, расположенными в совмещенных радиальных каналах шарошки 2 и втулки 4 (см. фиг.3). В обоих вариантах кольцевой бурт 12 выполнен съемным и жестко соединен с цапфой 1. Количество штифтов 5 выбирается в зависимости от типоразмера долота и передаваемой нагрузки. При этом выступы 8 и впадины 9 шлицевого соединения выполняются на наружной поверхности цилиндрической втулки 4 и на внутренней поверхности шарошки 2.

Монтаж опоры долота осуществляется следующим образом. Вначале в кольцевой проточке 3 цапфы 1 устанавливают цилиндрическую втулку 4, которую запирают кольцевым буртом 12, который в свою очередь жестко соединяют с цапфой 1 посредством резьбы или любым другим известным способом. По первому варианту после этого шарошку 2 посредством левой резьбы соединяют с цилиндрической втулкой. Такое соединение шарошки 2 с втулкой 4 обеспечивает постоянное довинчивание левой резьбы в процессе работы долота. По второму варианту (фиг.2) также вначале устанавливают в кольцевой проточке 3 цапфы 1 цилиндрическую втулку 4, которую запирают кольцевым буртом 12, фиксируя его на цапфе 1 посредством резьбы или любым другим известным способом. После этого совмещают шлицы 8 и 9 втулки 4 и шарошки 2 и радиальные каналы под штифты 5 и тем самым фиксируют шарошку 2 от осевого перемещения. Для уплотнения опоры предусмотрено уплотнительное кольцо 11, размещенное между базовым торцом цапфы 13 и обратным конусом 6 шарошки 2 и имеющее диаметр, больше диаметра втулки 4 по шлицам 8, 9.

Принцип работы опоры долота заключается в следующем. В процессе бурения по одному варианту осевая нагрузка воспринимается опорными элементами долота, в том числе цилиндрической втулкой 4, а тангенциальная нагрузка между шарошкой 2 и втулкой 4 шлицевым соединением 8, 9. Это позволяет разгрузить штифты 5 от передачи крутящего момента от шарошки 2 к втулке 4 и тем самым обеспечить использование штифтов 5 малого диаметра. Применение последних не ослабляет корпус шарошки 2, воспринимающий большие нагрузки, особенно при бурении по твердым и крепким породам. При этом благодаря выполнению запорного узла в виде цилиндрической втулки 4, образующей плавающий подшипник, обеспечивается значительное упрощение конструкции, а также снижение трения между контактирующими поверхностями шарошки 2 и цапфы 1 и тем самым увеличивается работоспособность как опоры, так и долота в целом. Использование уплотнительного элемента 11 с диаметром, большим наружного диаметра цилиндрической втулки 4, позволяет уменьшить вероятность попадания шлама в полость шарошки через шлицевое соединение 8, 9. Применение предложенной опоры позволяет исключить все операции по сверлению канала для установки замкового шарикового подшипника и сварочные работы по креплению замкового пальца. Это, в первую очередь, благоприятно скажется при создании и эксплуатации долот малого диаметра. Отсутствие сварочных работ также позволяет повысить надежность и работоспособность опоры благодаря сохранению твердости термообработанных поверхностей опоры. Особое значение это имеет для долот с герметизированной опорой, которые в последнее время находят все более широкое применение в практике буровых работ. Все это позволяет повысить технико-экономические показатели буровых работ в первую очередь за счет применения форсированных режимов бурения.

1. Опора шарошечного долота, содержащая лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом, установленным в кольцевой проточке цапфы, расположенной между кольцевым буртом и базовым торцом цапфы, отличающаяся тем, что замковый узел образован цилиндрической втулкой, установленной в кольцевой проточке цапфы и жестко соединенной с шарошкой, при этом кольцевой бурт выполнен съемным и жестко соединен с цапфой, а шарошка соединена с втулкой посредством левой резьбы.

2. Опора шарошечного долота, содержащая лапу со ступенчатой цапфой и шарошку, закрепленную на цапфе замковым узлом, установленным в кольцевой проточке цапфы, расположенной между кольцевым буртом и базовым торцом цапфы, отличающаяся тем, что замковый узел образован цилиндрической втулкой, установленной в кольцевой проточке цапфы и жестко соединенной с шарошкой, при этом кольцевой бурт выполнен съемным и жестко соединен с цапфой, а шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от проворота и осевого перемещения.

3. Опора шарошечного долота по п.2, отличающаяся тем, что шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от проворота посредством их шлицевого соединения.

4. Опора шарошечного долота по п.2, отличающаяся тем, что шарошка жестко зафиксирована относительно втулки от осевого перемещения радиально расположенным штифтом.



 

Похожие патенты:

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 буровых шарошечных долот. .

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, 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.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Шарошечное долото содержит корпус с цапфой, на которой посредством подшипников установлена шарошка с беговыми дорожками, длина которых больше длины зоны контакта с подшипниками, и узел принудительного перемещения шарошки вдоль оси цапфы, выполненный в виде взаимодействующих между собой зубчатых венцов, выполненных на цапфе и шарошке. При этом обращенные один к другому торцы шарошки и цапфы выполнены с осевыми каналами, а устанавливаемые в них съемные элементы имеют Т-образную форму, при этом, по меньшей мере, между торцом хвостовика одного съемного элемента и дном осевого канала размещена пружина. Применение предложенного долота повышает эффективность его работы, особенно при бурении по породам средней твердости и твердым. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Шарошечное долото содержит корпус с наклонной цапфой, выполненной с кольцевой проточкой средней части, и установленную на цапфе посредством замковых пальцев и подшипников скольжения шарошку с беговыми дорожками, длина которых больше длины зоны контакта с подшипниками скольжения цапфы. Для повышения эффективности работы долота, особенно при бурении по породам средней твердости и твердым, путем разрушения образующейся на забое «породной рейки» торец кольцевой проточки со стороны основания цапфы выполнен с радиальными пазами для взаимодействия с концевыми участками замковых пальцев, причем длина дуги между замковыми пальцами выбрана равной длине дуги между радиальными пазами на торце проточки. При этом замковые пальцы выполнены ступенчатой формы, ступени большего диаметра которых оснащены износостойкими вставками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх