Опора шарошечного долота

Авторы патента:

E21B10/22 - отличающиеся подшипниками или элементами смазки (подшипники вообще F16C; смазка вообще F16N)

Владельцы патента RU 2476662:

Панин Николай Митрофанович (RU)

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. Особенностью предложенной опоры является то, что узел герметизации снабжен пружинным элементом, выполненным в виде цанговой втулки с коническим участком с вершиной со стороны оси долота. Конический участок расположен между уплотнительными кольцами, радиальными каналами под шарики замкового подшипника и стопорными выступами на внутренней поверхности, размещенными в кольцевой канавке. Кольцевая канавка выполнена на наружной поверхности цапфы, при этом вершина конического участка цанговой втулки расположена со стороны оси долота. Такое выполнение опоры позволяет значительно увеличить ее работоспособность благодаря надежной герметизации и тем самым увеличить срок службы долота в целом. 1 з.п. ф-лы, 1 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.V1.29).

К недостаткам данной опоры следует отнести быстрый выход ее из строя. Это связано с возможностью попадания шлама в опору долота из-за отсутствия в опоре уплотнительных элементов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с двумя последовательно расположенными уплотнительными кольцами (см. патент РФ №2389859, кл. Е21В 10/24, 2010).

В данной опоре, благодаря использованию узла герметизации, срок службы опоры выше, чем у аналога. Однако при длительной работе долота и особенно при наличии значительной вибрации и при бурении по абразивным породам, срок службы опоры также значительно снижается. Это негативно сказывается на работоспособности опоры, а следовательно и долота в целом.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является повышение стойкости опоры путем увеличения надежности ее герметизации.

Указанный технический результат достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с двумя последовательно расположенными уплотнительными кольцами, согласно изобретению, узел герметизации снабжен пружинным элементом, выполненным в виде цанговой втулки с коническим участком, расположенным между уплотнительными кольцами, с радиальными каналами под шары замкового подшипника и стопорными выступами на внутренней поверхности, размещенными в кольцевой канавке, выполненной на наружной поверхности цапфы.

Решению поставленной технической задачи способствует также и то, что вершина конического участка цанговой втулки расположена со стороны оси долота.

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

Опора бурового шарошечного долота включает цапфу 5, выполненную за одно целое с лапой 1, шарошку 2, закрепленную на цапфе 5 посредством шарикового замкового подшипника 4, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с двумя последовательно расположенными уплотнительными кольцами 3. Узел герметизации снабжен пружинным элементом, выполненным в виде цанговой втулки 7 с коническим участком 13, расположенным между уплотнительными кольцами 3, радиальными каналами 8 под шары замкового подшипника 4 и стопорными выступами 6 на внутренней поверхности, размещенными в кольцевой канавке 9, выполненной на наружной поверхности цапфы 5. При этом средняя часть цанговой втулки 7 выполнена в виде подшипника скольжения 10, радиальные каналы 8 ее используются в качестве сепаратора для тел качения замкового подшипника 4, а вершина конического участка цанговой втулки расположена со стороны оси долота.

Монтаж опоры долота осуществляется следующим образом. Сначала на цапфе 5 у ее основания устанавливают одно из уплотнительных колец 3, а затем - цанговую втулку 7, стопорные выступы 6 которой утапливают в кольцевой канавке 9 цапфы 5. После этого в кольцевой расточке 10 шарошки 2 крепится второе уплотнительное кольцо 3, шарошку 2 надевают на цапфу 5 и совмещают канал 11 в цапфе 5 с кольцевой расточкой 12 шарошки 2 для ввода туда шаров замкового подшипника 4.

Выполнение узла герметизации с коническим участком 13, установленным между уплотнительными кольцами 3, обеспечивает надежную герметизацию опоры как со стороны цапфы 5, так и со стороны шарошки 2. Это объясняется тем, что при любом смещении шарошки 2 относительно цапфы 5 одно из колец 3 обязательно будет перекрывать зазор, образующийся между ними, и тем самым предотвращать попадание шлама в опору долота. При этом наиболее оптимальным является предложенная схема расположения конического участка 13 цанговой втулки 7, обеспечивающая защиту опоры от попадания шлама в наиболее опасном месте - у основания цапфы 5.

Выполнение цанговой втулки 7 в виде сепаратора под тела качения замкового подшипника 4 исключает контакт тел качения между собой и тем самым уменьшает износ опоры. Выполнение же средней части цанговой втулки 7 в виде подшипника скольжения позволяет увеличить контактную поверхность шарошки 2 с цапфой 5 и тем самым снизить контактное напряжение между ними и также увеличить срок службы опоры.

Все это позволяет увеличить работоспособность опоры и долота в целом.

1. Опора шарошечного долота, содержащая цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с двумя последовательно расположенными уплотнительными кольцами, отличающаяся тем, что узел герметизации снабжен пружинным элементом, выполненным в виде цанговой втулки с коническим участком с вершиной со стороны оси долота, расположенным между уплотнительными кольцами, радиальными каналами под шарики замкового подшипника и стопорными выступами на внутренней поверхности, размещенными в кольцевой канавке, выполненной на наружной поверхности цапфы.

2. Опора шарошечного долота по п.1, отличающаяся тем, что вершина конического участка цанговой втулки расположена со стороны оси долота.

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

Опора шарошечного долота // 2474670

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

Опора шарошечного долота // 2473771

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

Буровое шарошечное долото // 2472915

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

Способ монтажа опоры шарошечного долота // 2467148

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

Опора шарошечного долота // 2465427

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

Буровое шарошечное долото // 2451151

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.

Опора бурового шарошечного долота // 2445437

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.

Опора бурового шарошечного долота // 2445436

Буровое долото с системой компенсации расхода смазки в опорах шарошек // 2445435

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

Буровое шарошечное долото и способ его монтажа // 2493349

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.

Способ монтажа опоры шарошечного долота // 2493350

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.

Буровое шарошечное долото (варианты) // 2494216

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.

Буровое шарошечное долото // 2495217

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.

Буровое долото // 2496963

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.

Способ монтажа опоры шарошечного долота // 2499874

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.

Способ монтажа опоры шарошечного долота // 2499875

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.

Буровое шарошечное долото // 2508439

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.

Буровое шарошечное долото // 2508440

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.

Опора шарошечного долота // 2549631

Изобретение относится к буровым долотам и может использоваться при бурении скважин. Технический результат заключается в повышении стойкости опоры долота. Опора шарошечного долота включает шарики и бессепараторные ролики между шариковыми и роликовыми буртами лапы и шарошки. Боковые контакты роликов между собой и торцевые контакты роликов с роликовыми буртами снабжены схемой дополнительных покрытий, обеспечивающих в любой точке контактов постоянные пары трения «сталь - антифрикционное покрытие», позволяющие повысить износостойкость трущихся поверхностей по сравнению с парой трения «сталь по стали» за счет того, что одна половина количества роликов в дорожке имеет антифрикционное упрочняющее покрытие по всей поверхности цилиндра и торцев, а другая половина имеет такое покрытие только обоих торцев, ролики обеих групп установлены друг с другом в стальной беговой дорожке методом чередования. 3 ил.