БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО Российский патент 1994 года по МПК E21B10/24 

Изобретение относится к горному делу, к буровому инструменту для разрушения горной породы - шарошечному долоту, и предназначается для защиты опор вращения шарошки от проникновения в полость их расположения абразивной жидкости из скважины и уравновешивания давления на шарошку и кольцевой уплотняющий элемент для герметизации, противодавлением гидростатического давления из скважины.

Известны устройства герметизации опор вращения шарошки при помощи фрикционных уплотнителей упругого типа, располагаемых между шарошкой и цапфой лапы долота.

Однако такие устройства, не обеспечивают достаточную надежность герметизации, сложны и в изготовлении, и регулировке и требуют расходной смазки для нормальной работы.

Цель изобретения - повышение работоспособности опор вращения шарошки для увеличения времени пребывания в работоспособном состоянии долота на забое скважины.

Это достигается беззазорным уплотнением при герметизации со свободой вращения элементов в сборе шарошки с цапфой лапы долота.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит лапу долота 1 с цапфой, на которую надета шарошка 2 на опорах вращения - радиальных и опорных подшипниках качения и скольжения обычного типа. Замковая шариковая опора закреплена замковым пальцем 3, имеющим в осевом, продольном направлении канал, заполненный гидропластом 7. Такой же гидропласт заполняет все пустоты и зазоры между шарошкой и цапфой лапы долота. Гидропласт в канале замкового пальца 3 отделен от внешнего пространства (среды скважины) пробкой-разделителем 4, которая разделяет среды внутри и вне шарошки, а также передает давление внешней среды на гидропласт в канале замкового пальца.

Между шарошкой 2 и цапфой лапы долота 1 по D и d надеты на подмазке из полимеризующегося клея 9 кольца в блоке 5, 6, который после заполнения осевых и радиальных щелей между кольцами гидропластом установлен на цапфе и застопорен кольцом 8. Кольцо 5 соединяется с шарошкой наглухо, а два кольца 6 соединяются неподвижно с цапфой лапы долота.

Полости а, б, в, г представляют собой зазоры, образованные при сборке шарошки 2 с цапфой лапы долота 1, и заполняются одновременно с замковым пальцем гидропластом, предварительно нагретым до расплавления. Полнота заполнения гидропластом всех пустот и зазоров контролируется через вестовое отверстие и глушится после заполнения гидропластом штифтом 10.

При работе долота на забое в опорах вращения происходит выделение тепла от работы сил трения в опорах. Это тепло поглощается контактирующим с опорами вращения гидропластом. При этом гидропласт в месте контакта с опорой вращения размягчается, превращаясь почти в идеальную смазку, одновременно являясь герметизатором беззазорной герметизации опор вращения шарошки бурового долота при свободном ее вращении относительно цапфы.

Использование: бурение скважин различного назначения. Сущность: долото включает лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, закрепленные замковыми пальцами, узлы герметизации с гидропластом и лубрикаторы с пробками-разделителями. Каждый лубрикатор выполнен в замковом пальце в виде полости, сообщенной с полостью шарошки посредством радиального канала и продольного канала в цапфе, причем указанные полости и каналы заполнены гидропластом, обеспечивающим смазку и герметизацию опоры долота в процессе бурения. 1 ил.

БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, содержащее лапы и цапфы с продольными каналами, шарошки, установленные с зазором на цапфах и закрепленные посредством опор вращения замковыми пальцами, узлы герметизации с гидропластом и лубрикаторы для смазки с пробками-разделителями, размещенными в лубрикаторах со стороны спинок лап, отличающееся тем, что каждый лубрикатор выполнен в замковом пальце в виде открытой со стороны затрубного пространства вне долота полости, замковый палец выполнен с радиальным каналом, сообщающимся с полостью пальца и продольным каналом цапфы, при этом пробка-разделитель установлена в полости замкового пальца, а гидропласт размещен в зазоре между шарошкой и цапфой, в продольном канале цапфы и в полости между элементами опор вращения шарошки.