Опора шарошечного долота



Опора шарошечного долота
Опора шарошечного долота

 


Владельцы патента RU 2506401:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот. Обеспечивает повышение стойкости опоры путем увеличения надежности ее герметизации. Опора шарошечного долота содержит цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником с фиксатором от осевого перемещения, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом и размещенной внутри него металлической втулкой из пружинной стали. Металлическая втулка узла герметизации выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота, при этом гофры металлической втулки имеют форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы. 2 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.VI.29).

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

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 уплотнительным кольцом и размещенной внутри него металлической втулкой из пружинной стали (см. патент РФ №2463176, кл. Е21В 10/25, 2012).

В данной опоре, благодаря использованию узла герметизации, срок службы опоры выше, чем у аналога. Однако при длительной работе долота и особенно при бурении по абразивным породам, срок службы опоры также значительно снижается. Это снижает работоспособность 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 уплотнительным кольцом, и размещенной внутри него металлической втулкой, согласно изобретению металлическая втулка узла уплотнения выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота.

Решению поставленной технической задачи способствует также и то, что гофры металлической втулки имеют форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид опоры долота в продольном разрезе; на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Опора бурового шарошечного долота включает шарошку 1, закрепленную на цапфе 2 посредством замкового подшипника, выполненного в виде шариковой обоймы 3, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом 4 и размещенной внутри него металлической втулкой 5 из пружинной стали. Металлическая втулка 5 узла герметизации выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота. При этом гофры металлической втулки 5 имеют в плоскости, перпендикулярной оси цапфы 2 (см. фиг.2), форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы 2 (см. фиг.1). Это позволяет упростить технологию изготовления втулки 5 и уменьшить концентрацию напряжений в зонах изгиба гофр.

В процессе работы долота зазор между обращенными одна к другой поверхностями опоры и шарошки постоянно меняется, причем нижняя часть металлической втулки 5, находящаяся под нагруженной частью опоры, подвергается осевой деформации. За счет этого шаг синусоиды втулки 5 увеличивается, а расстояние между втулкой 5 и цапфой 2 уменьшается. В то же время расстояние между цапфой 2 и шарошкой 1 увеличивается, а шаг синусоиды втулки 5 уменьшается, при этом высота синусоиды увеличивается, а уплотнительное кольцо 4 при этом плотно прижимается к внутренней поверхности шарошки 1 и тем самым надежно герметизирует опору долота.

Применение предложенной опоры повышает ее стойкости путем увеличения надежности ее герметизации.

Опора шарошечного долота, содержащая цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником с фиксатором от осевого перемещения, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом и размещенной внутри него металлической втулкой из пружинной стали, отличающаяся тем, что металлическая втулка узла герметизации выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота, при этом гофры металлической втулки имеют форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Обеспечивает повышение надежности и эффективности работы долота.

Изобретение относится к способам проектирования вооружения буровых долот с поликристаллическими алмазными элементами. Обеспечивает стабильность работы долота PDC, высокую механическую скорость бурения.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к инструменту для шарошечного бурения скважин. Обеспечивает повышение надежности и долговечности работы уплотнения и в целом бурового долота.

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

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

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа. .
Изобретение относится к способам крепления породоразрушающих вставок к инструменту. .

Изобретение относится к техническим средствам для электроимпульсного бурения с обратной внутренней промывкой скважин сплошного бурения или с отбором керна и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных и других работах, где требуется бурение скважин в крепких горных породах.

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

Изобретение относится к буровым долотам и может использоваться при бурении скважин. Обеспечивает повышение надежности и долговечности бурового долота со сменными промывочными узлами. Буровое долото с промывочными узлами включает корпус с присоединительной резьбой к бурильной колонне, породоразрушающие элементы, каналы для подвода к забою промывочной жидкости, гнезда на выходе из каналов для размещения износостойких насадок с герметизирующими и стопорными элементами. На входе канала для подвода к забою промывочной жидкости из ниппельной части установлена защитная втулка из износостойкого материала, выступающая одной стороной над дном отверстия в ниппельной части корпуса и имеющая на противоположном конце опорный кольцевой выступ, наружный диаметр которого больше диаметра входного канала. Насадка имеет в верхней части гладкую наружную цилиндрическую поверхность, контактирующую с эластичным уплотнительным кольцом, ниже на наружной ее поверхности имеется боковая резьба, а снизу - торцевые выступы для торцевого ключа. Обе торцевые поверхности опорного кольцевого выступа контактируют с эластичными уплотнительными кольцами, первое кольцо установлено в полости между уступом на стенке входного канала и верхней торцевой поверхностью кольцевого выступа, второе - между нижней торцевой поверхностью кольцевого выступа и верхним торцом насадки. Ниже насадки установлена на резьбе в стенке гнезда под насадку стопорная контргайка с пазами или отверстиями на торце для другого поворотного торцевого ключа. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Промывочный узел содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стержневого стопора, размещенного в кольцевой расточке гнезда. Особенностью промывочного узла является то, что в канавке на наружной поверхности насадки закреплено составное кольцо, выполненное из более мягкого и пластичного материала по сравнению с материалом насадки. При этом составное кольцо на наружной поверхности имеет проточку с поперечным сечением в форме полутора, совмещенной с кольцевой расточкой гнезда и образующей совместно с ней канал для стержневого стопора. Применение предложенного промывочного узла повышает надежность крепления насадки, упрощает его конструкцию и снижает стоимость всего долота. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и горной промышленности и предназначено для крепления пластинчатых резцов к корпусу кольцевой буровой коронки. Суть изобретения заключается в изготовлении пазового соединения путем обхвата хвостовика резцов охватывающим и внутренним кольцами. Внутренние кольца установлены во встречные углубления на корпусе коронки, посредством их задавливания в радиальные пазы корпуса коронки. При этом происходит процесс выдавливания материала из-под торца пуансонов с прижатием выдавленной массой хвостовика резцов к набегающей стенке радиального паза. Вследствие этого хвостовик резца оказывается жестко закрепленным в корпусе коронки, образуя прессовую посадку. Технический результат заключается в значительном уменьшении напряжений в буровых резцах кольцевых коронок. Повышается проходка на буровую коронку или нагрузка на коронку с целью бурения ею более крепких пород. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к буровым долотам, используемым в строительстве глубоких нефтяных и газовых скважин, преимущественно горизонтальных. Техническим результатом является повышение механической скорости бурения, стабилизация работы вооружения. Долото PDC для бурения горизонтальных скважин имеет корпус с присоединительной резьбой, породоразрушающие элементы PDС, последовательно размещенные на одно- или более заходных конических винтовых лопастях, разделенных коническими винтовыми канавками с отверстиями для насадок и прохода промывочной жидкости. Вершина долота выполнена в виде удлиненного выступа с диаметром основания, равным d=(0,6÷0,7)D, и высотой h=(0,4÷0,6)D от наружного диаметра долота D, оснащенного PDC-элементами, расположенными в плоскостях, близких к параллельным оси долота, на двух или более лопастях и промывочными отверстиями с насадками, образующего при бурении предварительную нишу, начиная с которой конические винтовые лопасти разрушают оставшуюся породу на стенке скважины с увеличенным эффектом самозавинчивания. 3 ил.

Группа изобретений относится к резцам со вставкой из поликристаллического алмазного композита (PDC-резцам) и к способам изготовления PDC-резца. Технический результат заключается в увеличении срока службы PDC-резцов, улучшении их термических свойств. Лицевая поверхность алмазной пластины, прикрепленной к подложке, обрабатывается для введения материала, который соединяется или частично сплавляется с внедренным каталитическим связующим веществом или частично замещает внедренное каталитическое связующее вещество в термическом канале на требуемой глубине. Материал выбирается так, чтобы он был менее термически расширяющимся и/или более теплопроводным и/или обладал меньшей теплоемкостью, чем каталитическое связующее вещество. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к PDC-долотам для бурения скважин и способам размещения PDC-резцов на лопатках долота. Технический результат заключается в обеспечении балансируемого PDC-долота, повышении скорости бурения, износостойкости и устойчивости в работе долота. PDC-долото содержит ряд лопаток, включающий первичные лопатки и вторичные лопатки. Первичные лопатки армированы PDC-резцами в соответствии с однопозиционным способом. Вторичные лопатки армированы PDC-резцами в соответствии с многопозиционным способом так, что каждый резец на вторичной лопатке размещен в радиальном положении, которое идентично радиальному положению однопозиционного резца, размещенного на первичной лопатке, которая непосредственно предшествует указанной вторичной лопатке. Указанная, по меньшей мере, одна вторичная лопатка размещена непосредственно после каждой первичной лопатки для обеспечения балансируемого PDC-долота. 5 н.з. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к резцам со вставкой из поликристаллического алмазного композита (PDC-резцам) и к способам изготовления PDC-резца. Технический результат заключается в увеличении срока службы PDC-резцов, улучшении их термических свойств. Лицевая поверхность алмазной пластины, прикрепленной к подложке, обрабатывается для удаления внедренного каталитического связующего вещества и образования термического канала. Затем материал вводят в лицевую поверхность алмазной пластины, введенный материал заполняет лицевую поверхность алмазной пластины для заполнения промежуточных полостей, оставленных после удаления каталитического вяжущего вещества, в термическом канале на заданную глубину. Материал выбирается так, чтобы он был менее термически расширяющимся, чем каталитическое связующее вещество, и/или более теплопроводным, чем каталитическое связующее вещество, и/или обладал меньшей теплоемкостью, чем каталитическое связующее вещество. 2 н. и 40 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к изготовлению резцов из цементированного карбида со сверхтвердыми наконечниками, в частности, для разрушения твердых и абразивных материалов. Резец (100) содержит вставку (110), содержащую сверхтвердый наконечник (112), соединенный с опорным корпусом (114) из цементированного карбида с имеющимся у него хвостовиком (118), и стальной держатель (120) для вставки (110). Стальной держатель (120) содержит вал (122), предназначенный для соединения с инструментальной оправкой (не показана), а также канал (126), предназначенный для помещения в него хвостовика (118). Хвостовик заходит в канал по меньшей мере на 4 см. Объем опорного корпуса (114) из цементированного карбида составляет по меньшей мере 10 см3. Площадь поверхности хвостовика прилегает к соответствующей внутренней площади поверхности канала, составляющей по меньшей мере 20 см3, диаметр хвостовика - по меньшей мере 1,5 см, максимум 4,0 см. Для получения резца в канал стального держателя устанавливают хвостовик путем горячей посадки с натягом 0,002-0,3%. Обеспечивается повышение прочности инструмента и увеличение срока его службы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к буровым долотам и к способам оценки их состояния. Буровое долото включает корпус с по меньшей мере одной калибрующей накладкой; группу акселерометров, включающих радиальный и тангенциальный акселерометры для определения радиального и тангенциального ускорений долота; и модуль анализа данных, включающий процессор, запоминающее устройство и порт связи и выполненный с возможностью: осуществления выборки информации об ускорении от акселерометров за время анализа; внесения информации об ускорении в запоминающее устройство для получения временного хода ускорения; анализа временного хода ускорения для определения расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой; анализа временного хода ускорения для определения по меньшей мере одного периода резания накладки и по меньшей мере одного периода скольжения накладки; и оценки износа калибрующей накладки на основании анализа пройденного расстояния, по меньшей мере одного периода резания накладки и по меньшей мере одного периода скольжения накладки. Согласно способу оценки состояния бурового долота, собирают информацию от акселерометров посредством периодической выборки данных по меньшей мере двух акселерометров, размещенных в буровом долоте, для получения временного хода ускорения за время анализа; обрабатывают данные временного хода ускорения в буровом долоте для определения профиля расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой на буровом долоте; определяют текущую твердость породы; анализируют профиль расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой, и текущую твердость породы для оценки состояния износа калибрующей накладки. Технический результат заключается в оценке состояния бурового долота. 2 н.з. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Группа изобретений относится к устройствам и способам для фрезерования и бурения породы. Обеспечивает защиту поверхности резцов, эффективное и быстрое фрезерование, отсоединение фрезерных насадок от резцов. Устройство для фрезерования и бурения породы содержит: конструкцию насадки, сконфигурированную для установки на PDC-резец, включающий слой алмазной пластины и нижележащий слой подложки, при этом конструкция насадки включает первую часть, выполненную так, чтобы перекрывать лицевую поверхность слоя алмазной пластины, не присоединяясь к ней, и вторую часть, простирающуюся перпендикулярно из первой части, чтобы перекрывать и присоединяться к внешней граничной поверхности нижележащего слоя подложки. Способ фрезерования и бурения породы содержит стадии, на которых: предоставляют буровую коронку с PDC-резцами, некоторые из резцов включают фрезеровальную насадку, присоединенную к PDC-резцу, но не поверхность алмазной пластины PDC-резца; используют фрезеровальную насадку для выполнения операций нисходящего фрезерования; и продолжают бурение грунтовой породы той же буровой коронкой после завершения операции нисходящего фрезерования, при этом бурение грунтовой породы приводит к разрушению, по меньшей мере, части фрезерной насадки, не присоединенной к поверхности алмазной пластины. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх