Разборный шарошечный буровой инструмент

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя. Технический результат заключается в увеличении прочности и долговечности съемных шарошек и их опор путем вынесения узла фиксации шарошек в наименее нагруженную зону. Разборный шарошечный буровой инструмент содержит корпус, к которому разъемно крепятся лапы со съемными шарошками на сменных подшипниках, способных совместно воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку застопоренными узлами фиксации. Корпус удлинен в сторону забоя и для формирования опережающей скважины меньшего диаметра снабжен на конце породоразрушающими элементами или устройством для их присоединения. Узел фиксации каждой шарошки расположен со стороны вершины ее конуса и выполнен в виде упора на удлиненном в сторону забоя корпусе, при этом упор опирается на внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать осевую нагрузку, направленную от вершины шарошек. 1 ил.

 

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя.

Известен шарошечный расширитель, содержащий корпус с резьбовым ниппелем для присоединения буровой штанги и резьбовую муфту для присоединения опережающего бурового инструмента. К корпусу разъемно крепятся лапы с шарошками, представляющие собой секции серийных шарошечных долот (пат. РФ на изобретение №2021472, МПК E21B 10/20, опубл. 15.10.1994). Секции серийных шарошечных долот таковы, что их шарошки являются несъемными. Это является недостатком данной конструкции, так как снижает ремонтопригодность.

Известен шарошечный расширитель, содержащий корпус в виде центрального ствола с неподвижно присоединенными к нему лапами в виде обойм, опорные валы с подшипниками, которые разъемно установлены между обоймой и центральным стволом. Подшипники расположены в сквозном осевом отверстии шарошек, шарошки имеют узел фиксации в виде замкового шарикового подшипника (а.с. СССР №1808971, МПК E21B 10/28, опубл. 15.04.1993, бюл. №14).

Недостатком данной конструкции является расположение узла фиксации шарошек в рабочей зоне подшипниковой опоры шарошек, что снижает ее долговечность.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является разборное буровое шарошечное долото с опорами шарошек на подшипниках качения с сепараторами и с укороченными съемными секциями лап. Долото имеет корпус, к которому разъемно крепятся лапы со съемными шарошками на сменных подшипниках, способных совместно воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, застопоренными узлами фиксации. Узлы фиксации шарошек вынесены за пределы рабочей зоны подшипниковой опоры шарошек, расположены со стороны тыльной поверхности шарошек и выполнены в виде разъемного фланца с крепежными винтами, размещенными на торцевой плоскости фланца шарошек (пат. РФ на изобретение №2347883, МПК E21B 10/20, опубл. 27.02.2009, бюл. №6).

Недостатком данной конструкции является низкая прочность и долговечность съемных шарошек и их опор вследствие расположения узла фиксации шарошек на их тыльной стороне, так как в этом случае уменьшен диаметр цапфы в части, наиболее нагруженной изгибающими моментами, и ослаблены тела шарошек.

Техническим результатом является увеличение прочности и долговечности съемных шарошек и их опор путем вынесения узла фиксации шарошек в наименее нагруженную зону.

Для достижения указанного технического результата в разборном шарошечном буровом инструменте, содержащем корпус, к которому разъемно крепятся лапы со съемными шарошками на сменных подшипниках, способных совместно воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, застопоренными узлами фиксации, согласно изобретению корпус удлинен в сторону забоя и для формирования опережающей скважины меньшего диаметра снабжен на конце породоразрушающими элементами или устройством для их присоединения, узел фиксации каждой шарошки расположен со стороны вершины ее конуса и выполнен в виде упора на удлиненном в сторону забоя корпусе, при этом упор опирается на внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать осевую нагрузку, направленную от вершины шарошек.

На чертеже изображен разборный шарошечный буровой инструмент в осевом разрезе.

Разборный шарошечный буровой инструмент состоит из корпуса 1, к которому разъемно, например при помощи болтов 2, крепятся лапы 3 со съемными шарошками 4 (далее шарошками 4) на сменных подшипниках 5 и 6 (далее подшипниках 5 и 6), способных совместно воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку. Подшипник 6 такой, что способен воспринимать осевую нагрузку, направленную от вершины шарошек.

Корпус 1 удлинен в сторону забоя и для формирования опережающей скважины меньшего диаметра снабжен на конце породоразрушающими элементами (на чертеже не показаны) или устройством для их присоединения, например в виде резьбовой муфты 7.

Шарошки 4 застопорены узлами фиксации. Узел фиксации каждой шарошки 4 расположен со стороны вершины ее конуса и выполнен в виде упора 8 на удлиненном в сторону забоя корпусе 1, который стопорит в сквозном осевом отверстии каждой из шарошек 4 подшипник 6, благодаря тому, что уперт в его внутреннее кольцо.

Работает разборный шарошечный буровой инструмент следующим образом.

На корпус 1 и лапы 3 передается осевое усилие и крутящий момент, в результате этого происходит вращение корпуса 1 и шарошек 4, с помощью которых разрушается забой скважины (на чертеже не показан).

Опережающие породоразружающие элементы (на чертеже не показаны), присоединенные к резьбовой муфте 7 производят формирование опережающей скважины меньшего диаметра, освобождая место для узла фиксации шарошек 4 со стороны вершины их конуса. Узел фиксации шарошек 4 со стороны вершины их конуса не требует места в нагруженной зоне подшипникового узла, поэтому достигается увеличение прочности и долговечности шарошек 4 и их опор, включающих лапы 3 и подшипники 5 и 6.

При необходимости, производится замена лап 3 с шарошками 4 путем отвинчивания болтов 2 и снятия лап 3, а также производится снятие шарошек 4, путем разборки подшипникового узла. Подшипниковый узел разбирается после снятия лап 3, путем выпрессовки подшипников 5 и 6. Сборку производят в обратной последовательности.

Разборный шарошечный буровой инструмент, содержащий корпус, к которому разъемно крепятся лапы со съемными шарошками на сменных подшипниках, способных совместно воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку застопоренными узлами фиксации, отличающийся тем, что корпус удлинен в сторону забоя и для формирования опережающей скважины меньшего диаметра снабжен на конце породоразрушающими элементами или устройством для их присоединения, узел фиксации каждой шарошки расположен со стороны вершины ее конуса и выполнен в виде упора на удлиненном в сторону забоя корпусе, при этом упор опирается на внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать осевую нагрузку, направленную от вершины шарошек.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способам адаптивного регулирования условий бурения скважин и к долотам для их реализации. Обеспечивает создание адаптивных условий бурения путем жесткого согласования условий разрушения горной породы забоя, условий очистки забоя от разрушенной породы и условий геологических, определяемых твердостью горной породы.

Изобретение относится к горной и строительной промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин большого диаметра. .

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям устройств для образования скважин большого диаметра пучком пневмоударников. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к расширителям шарошечного типа. .

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность работы шарошечного расширителя-стабилизатора за счет снижения моментоемкости. .

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. .

Изобретение относится к бурению скважин . .

Изобретение относится к горному делу для бурения или расширения скважин. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. Разборное буровое долото содержит корпус-муфту, ввинченный в него по направлению вращения при бурении переводник с центральным воздушным каналом и соединительным ниппелем для буровой штанги, лапы, имеющие с одной стороны хвостовики, а с другой - шарошки, центральный воздушный канал в корпусе-муфте, плавающий распорный конус, контактирующий с торцом переводника и внутренней конической поверхностью хвостовиков, наружная поверхность которых уперта при помощи кольцевой выточки в ответные поверхности корпуса-муфты, сопряжение которого с лапами происходит также по поверхностям, способным воспринимать крутящий момент. Корпус-муфта содержит соединенные верхнюю с кольцевой выточкой и нижнюю части, образуя внутреннюю полость, с выходными воздушными каналами, поверхности, способные воспринимать крутящий момент, образованы на нижней части корпуса-муфты проемами во внутреннюю полость, в проемы установлены лапы, одна из сторон каждого проема является для лапы опорным буртом на верхней части корпуса-муфты, нижняя часть корпуса-муфты по направлению бурения снабжена снаружи выемками для размещения шарошек и крайняя его часть снабжена устройством для закрепления опережающего бурового инструмента, либо на ней установлены опережающие породоразрушающие органы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к буровой технике для бурения и расширения скважин различного назначения в разных по крепости горных породах. Технический результат заключается в повышении надежности, технологичности и точности установки сменных шарошечных секций расширителя. Буровой шарошечный расширитель со сменными шарошечными секциями содержит вал с элементами присоединения и корпус, в котором своими хвостовиками устанавливаются шарошечные секции, причем гнезда для установки сменных шарошечных секций изготовлены в виде полукруглых отверстий, а хвостовики секций выполнены в форме вала полукруглого сечения. Между поверхностями полукруглого сечения гнезда корпуса и хвостовика секции применены две переходные втулки, одна из которых приварена к гнезду корпуса, а другая - к хвостовику секции, при этом в осевом направлении секции фиксируются винтовым соединением. 2 ил.

Изобретение относится к шарошечным буровым инструментам для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя либо для расширения ранее пробуренной скважины. Технический результат заключается в увеличении прочности цапф шарошек, увеличении долговечности подшипников и уменьшении трудоемкости изготовления шарошечного бурового инструмента. Шарошечный буровой инструмент содержит корпус, к которому присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги, а также прикреплены лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на расположенных в ее сквозном осевом отверстии подшипниках, способных воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, при этом внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, уперто в корпус. Каждый из подшипников является радиально-упорным. Внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в корпус посредством одной или нескольких тарельчатых пружин. Имеется два подшипника, способных воспринимать от шарошки прямую осевую нагрузку, внутреннее кольцо одного из них, ближнего к вершине шарошки, установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в бурт цапфы через одну или несколько тарельчатых пружин. Цапфа со стороны, противоположной лапе, установлена в отверстие корпуса таким образом, что образован предварительный осевой натяг в радиально-упорных подшипниках в результате сжатия тарельчатых пружин. 2 ил.
Наверх