Буровое шарошечное долото и способ его монтажа



Буровое шарошечное долото и способ его монтажа
Буровое шарошечное долото и способ его монтажа

 


Владельцы патента RU 2493349:

Панин Николай Митрофанович (RU)

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 породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не вызывает значительных нагрузок, направленных вдоль оси цапфы.

Известно буровое трехшарошечное долото, включающее корпус и конусные шарошки, установленные на цапфах лап посредством замкового подшипника (см. Палий П.П. и Корнеев К.Е «Буровые долота», М.: Недра, 1971 г., с.175, рис.У1.30).

Недостатком этого долота является низкая эффективность работы из-за значительного ослабления цапфы, связанного с использованием замкового пальца большого размера.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее 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 (см. патент РФ №2291270, кл. Е 21 В 10/22, 2007).

Данное долото благодаря исключению замкового пальца повышает работоспособность опоры бурового долота, особенно малого диаметра, ресурс работы которого, как правило, лимитируется сроком службы опоры долота.

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую вероятность выпадения стопорного элемента, особенно при бурении по трещиноватым породам вследствие сильной вибрации бурового инструмента. Это неминуемо приведет и к выпадению замкового элемента, а следовательно и к выходу опоры в целом. Преждевременный же выход опоры резко снижает эффективность работы долота в целом.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы долота в целом.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем 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, согласно изобретению 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 известном патенте РФ №2291270 способ монтажа бурового шарошечного долота включает установку на цапфах, выполненных с кольцевыми канавками на наружной поверхности, шарошек и фиксацию их посредством замкового и стопорного элементов, устанавливаемых в радиальных каналах шарошек после совмещения их с кольцевыми канавками цапф.

К недостаткам данного способа следует отнести определенную сложность, связанную с надежной фиксацией стопорного элемента, обеспечиваемого или резьбовым соединением стопорного элемента с корпусом шарошки или же сваркой. Резьбовое соединение является сложной и дорогостоящей операцией в связи с необходимостью нарезки резьбы в термообработанном корпусе шарошки. Использование сварки для соединения стопорного элемента с корпусом шарошки ведет к отпуску материала корпуса шарошки, а следовательно и к ослаблению этого соединения и опоры в целом, особенно в долотах малых диаметров в связи с возможностью снижения твердости беговых дорожек опоры из-за отпуска материала шарошки.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота и упрощение конструкции узла крепления замкового подшипника.

Поставленный технический результат достигается тем, что в предложенном способе монтажа бурового долота, включающем установку на цапфах шарошек и фиксацию их посредством замкового и стопорного элементов, которые устанавливают в радиальных каналах шарошек после совмещения их с кольцевыми канавками цапф, согласно изобретению радиальные каналы шарошек выполняют ступенчатой формы, после чего стопорные элементы предварительно устанавливают в радиальных каналах шарошек, после чего их фиксируют пружинным элементом, который размещают в полости между замковым элементом и дном радиального канала шарошки, при этом наружный диаметр пружинного элемента в сжатом положении выбирают большим диаметра входной части радиального канала шарошки.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид долота; на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с резьбой 2, наклонными цапфами 3, на которых посредством подшипников 5 и 6, один из которых замковый, установлены конические шарошки 4, закрепленные посредством замковых 9 и стопорных 8 элементов, последовательно установленных в радиальных каналах 10 шарошки 4, совмещенных с кольцевыми канавками 7 цапф 3. Радиальный канал 10 в каждой шарошке 4 выполнен ступенчатой формы, причем ступень меньшего диаметра расположена с наружной стороны шарошки 4. Стопорный же элемент 8 выполнен в виде пружины сжатия и размещен между замковым элементом 9 и опорным буртом 11, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала 10 шарошки 4. При этом диаметр пружины сжатия 8 в рабочем положении должен быть больше, чем диаметр меньшей ступени радиального канала 10 шарошки 4. Опора может быть оснащена радиальным подшипником 5 и подшипником скольжения 6 в виде втулки 6.

Монтаж предложенного долота заключается в следующем. Вначале осуществляется сборка лап с шарошками 4. С этой целью на цапфах 3 или подшипниках скольжения 6, выполненных с кольцевыми канавками 7 на наружной поверхности, устанавливают шарошки 4 и фиксируют их от осевого перемещения посредством замкового 9 и стопорного элементов 8. Замковый 9 и стопорный 8 элементы устанавливают в радиальных каналах 10 шарошек 4 после совмещения их с кольцевыми канавками 7, выполненными на цапфах 3 или подшипниках скольжения 6. При этом каждый замковый элемент 9 предварительно устанавливают в кольцевой расточке 12 радиального канала 10 шарошки 4, а после совмещения его с кольцевой канавкой 7 фиксируют пружинным стопорным элементом 8. Причем стопорный элемент 8 через зауженный участок размещают в полости ступенчатого радиального канала 10 между замковым элементом 9 и опорным буртом 11 канала 10. При этом наружный диаметр пружинного элемента 8 в исходном положении выбирают близким к диаметру зауженной части радиального канала 10 шарошки 4. Это гарантирует свободную установку пружинного элемента 8 в полости радиального канала 10 шарошки 4 и фиксацию замкового элемента 9. При этом пружинный элемент 8 сжимается и увеличивается в диаметре, благодаря чему он надежно удерживается в полости радиального канала 10. После сборки лап осуществляется сборка корпуса 1 путем сварки лап в единый блок и нарезки присоединительной резьбы 2.

Благодаря выполнению радиальных каналов 10 шарошек 4 ступенчатой формы и использованию стопорных элементов 8 в виде пружин, размещаемых в расточке каналов 10, полностью исключается выпадение как замковых, так и стопорных элементов из радиальных каналов 10 в шарошке 4. Это позволяет значительно повысить надежность крепления шарошек и увеличить ресурс работы долота.

Таким образом, применение предложенного изобретения позволяет в первую очередь упростить технологию изготовления долота и повысить надежность работы опоры и тем самым снизить стоимость бурового долота в целом и затраты на буровые работы.

1. Буровое шарошечное долото, включающее 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, отличающееся тем, что 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.

2. Способ монтажа бурового шарошечного долота, включающий установку на цапфах шарошек и фиксацию их посредством замковых и стопорных элементов, устанавливаемых в радиальных каналах шарошек после совмещения их с кольцевыми канавками цапф, отличающийся тем, что радиальный канал шарошки выполняют ступенчатой формы, после чего 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, причем ступень меньшего диаметра радиального канала шарошки расположена с наружной стороны шарошки.



 

Похожие патенты:

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.

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, 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 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.

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.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям шарошечных долот, предназначенных для бурения скважин в горнорудной, нефтяной и газовой промышленности и в строительстве дорог, каналов, трубопроводов и др. Технический результат заключается в повышении эффективности работы и ресурса долота. Буровое шарошечное долото содержит корпус с ниппелем и продувочными каналами, шарошки усеченной сферической формы и их опоры в виде ступенчатого опорного вала с возможностью вращения, один конец которого, обращенный к забою скважины, выполнен прямоугольного сечения, а другой конец, имеющий форму усеченного конуса, установлен в отверстии корпуса и снабжен упорным шариковым подшипником, а в отверстии на выходе из корпуса ступенчатый вал снабжен уплотнительными элементами, зафиксированными неразрезной съемной крышкой, крепящейся к корпусу долота. Основание ступенчатого опорного вала снабжено дополнительным упорным шариковым подшипником, имеющим кольца, причем верхнее кольцо соединено с нижним основанием усеченного конуса ступенчатого опорного вала, а нижнее кольцо соединено с корпусом долота, при этом уплотнительные элементы зафиксированы общей для всех шарошек неразрезной съемной крышкой. 2 ил.
Наверх