Промывочный узел бурового долота

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Насадка выполнена со ступенчатой наружной поверхностью. Стопорное разрезное кольцо снабжено жестко соединенными с ним пластинами из материала с памятью формы, размещенными на нижнем торце стопорного кольца и выполненными в плане с дугообразными торцами, взаимодействующими с наружной поверхностью нижней ступени насадки при сжатии стопорного кольца. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного узла, улучшении его гидродинамики, сохранении надежности его работы, повышении эффективности работы долота в целом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой, превышающей двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип - паз», и размещенное между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. E21B 10/18, 1985 г)

Недостатком данного промывочного узла является малая надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости и увеличением радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда из-за увеличенной высоты кольцевой канавки.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором (см. авт. св. СССР №1601310, кл. E21B 10/18, 1990 г.)

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования фиксатора в виде выступа на верхнем торце стопорного кольца, предотвращающего выдавливание насадки из гнезда корпуса.

К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. Это при сильных перепадах давления в насадке может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.

В связи с вышеизложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.

Указанный технический результат достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, согласно изобретению, насадка выполнена со ступенчатой наружной поверхностью, а стопорное разрезное кольцо снабжено жестко соединенными с ним пластинами, выполненными из материала с памятью формы, размещенными на нижнем торце стопорного кольца и выполненными в плане с дугообразными торцами, взаимодействующими с наружной поверхностью нижней ступени насадки при сжатии стопорного кольца.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:

- пластины размещены на торце стопорного кольца по хорде, расположенной перпендикулярно оси симметрии кольца;

- нижняя ступень насадки выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности, при этом дугообразные торцы пластин в рабочем положении размещены в кольцевой проточке нижней ступени насадки.

Такое выполнение промывочного узла позволяет, при одновременном улучшении гидродинамических характеристик промывочного узла и сохранении высокой надежности его работы, упростить его монтаж и демонтаж.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в рабочем положении в продольном разрезе; на фиг.2 - вид промывочного узла со стороны выходного торца; на фиг.3 и 4 пластины стопорного кольца соответственно в исходном и рабочем положении.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1) с каналом 2 для подачи очистного агента, выполненным с гнездом 3 под насадку 4 и кольцевой расточкой 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. Насадка 4 выполнена со ступенчатой наружной поверхностью, а стопорное разрезное кольцо 6 снабжено жестко соединенными с ним пластинами 9, выполненными из материала с памятью формы и размещенными на торце стопорного кольца 6 по хорде, расположенной перпендикулярно оси его симметрии. Пластины 9 размещены на его нижнем торце стопорного кольца 6 и соединены с ним любым известным способом, например пайкой, точечной сваркой, механическим способом и т.д. Пластины 9 выполнены в плане с дугообразными торцами 10, взаимодействующими в рабочем положении с наружной поверхностью нижней ступени 12 насадки 4 в случае возникновения усилий, сжимающих стопорное кольцо 6. При этом нижняя ступень 12 насадки 4 выполнена с кольцевой проточкой 11 на наружной поверхности для размещения в них дугообразных торцов 10 пластин 9.

Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6, устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и крепят его от радиального сжатия фиксатором 8. В исходном положении пластины 9 имеют форму, показанную на фиг.3, и они не препятствуют сжатию стопорного разрезного кольца 6, т.к. свободные концы их 10 не контактируют с наружной поверхностью насадки 4. После установки стопорного кольца 6 пластины 9 нагревают до заранее определенной температуры, которая определяется в лабораторных условиях, и они принимают форму, показанную на фиг.4. При этом пластины 9 в рабочем положении имеют длину - L, большую чем в исходном положении - I, а их свободные торцы входят в контакт своими дугообразными торцами и не дают стопорному кольцу 6 сжаться. Для снятия кольца 6 пластины 9 нагревают до исходной температуры, при которой они занимают первоначальную укороченную зигзагообразную форму и не препятствуют сжатию стопорного кольца 6, а следовательно, и снятию его для замены изношенных элементов промывочного узла.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, улучшает гидродинамику промывочного узла и сохраняет надежность его работы, повышая тем самым эффективность работы долота в целом.

1. Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, отличающийся тем, что насадка выполнена со ступенчатой наружной поверхностью, а стопорное разрезное кольцо снабжено жестко соединенными с ним пластинами из материала с памятью формы, размещенными на нижнем торце стопорного кольца и выполненными в плане с дугообразными торцами, взаимодействующими с наружной поверхностью нижней ступени насадки при сжатии стопорного кольца.

2. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что пластины размещены на торце стопорного кольца по хорде, расположенной перпендикулярно оси симметрии кольца.

3. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что нижняя ступень насадки выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности, при этом дугообразные торцы пластин размещены в рабочем положении в кольцевой проточке нижней ступени насадки.