ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА Российский патент 1994 года по МПК E21B10/22 

Изобретение относится к бурению скважин, более конкретно - к конструкции бурового шарошечного долота.

Известны буровые шарошечные долота, опоры которых включают подшипники качения и не имеют средств герметизации.

Известно буровое шарошечное долото, опоры которого включают подшипники скольжения и (или) качения и заполнены смазкой. Кроме того, опоры герметизированы тарельчатыми манжетами, состоящими из гуммированной пружины Бельвиля.

Недостатком таких долот является то, что тарельчатая манжета, предотвращая попадание бурового раствора в опору, раскрывается при относительно небольшом повышении давления в опоре, что имеет место при температурном расширении смазки, либо при динамических осевых перемещениях шарошки в пределах осевого люфта замкового подшипника на цапфе. В этом случае, как показывают эксперименты, вся смазка может быть перекачана из опоры за считанное количество осевых перемещений шарошки. Для уменьшения подобного эффекта приходится значительно увеличивать осевой натяг манжеты, что резко увеличивает ее износ, особенно в условиях высокооборотного бурения.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемое техническое решение, где опора шарошечного долота содержит шарошку, установленную на цапфе с возможностью вращения посредством подшипников, и обрезиненную тарельчатую пружину, закрепленную на цапфе со стороны торца шарошки. Дополнительно опора содержит опорное и пружинные кольца. Опорное кольцо установлено между тыльной стороной обрезиненной тарельчатой пружины и пружинным кольцом. Пружинное кольцо закреплено в шарошке со стороны его торца.

На фиг. 1 показана опора шарошечного долота в продольном сечении; на фиг. 2 - герметизирующий узел I фиг. 1.

Опора шарошечного долота включает шарошку, цапфу лапы и набор подшипников качения и скольжения. Цилиндрическая поверхность 1 опоры вместе с ответной поверхностью втулки образуют малый подшипник скольжения, поверхность 2 является роликовой беговой дорожкой и вместе с роликами 3 и ответной поверхностью шарошки образуют роликовый подшипник качения, поверхность 4 лапы является шариковой беговой дорожкой и в сборе с шариками 5 и ответной поверхностью шарошки образует подшипник качения, который удерживает шарошку от осевых перемещений по цапфе лапы. Поверхность 6 упорной пяты образует вместе с ответной поверхностью подпятника упорный подшипник скольжения. Поверхность 7, у основания цапфы лапы является посадочным местом под уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент состоит из обрезиненной тарельчатой пружины 8, закрепленной на цапфе, опорного и пружинного колец - 9 и 10 соответственно. Опорное кольцо установлено между тыльной стороной обрезиненной тарельчатой пружины 8 и пружинным кольцом 10, закрепленным в шарошке со стороны ее торца, в канавке 11.

В процессе работы долота шарошка вращается на цапфе лапы и совершает перемещение вдоль оси цапфы лапы в пределах заданных зазоров в замковом подшипнике качения. Герметизация опоры при вращении шарошки достигается за счет контакта резины тарельчатой пружины с шарошкой по наружному диаметру пружины, по внутренней и тыльной ее сторонам.

При осевом перемещении шарошки к центру долота или при повышении давления смазки в опоре герметичность не нарушается, так как осевое перемещение обрезиненной тарельчатой пружины ограничено опорным кольцом, поджатым к ней пружинным кольцом. Таким образом, контакт между тарельчатой пружиной и шарошкой и, соответственно, герметичность опоры гарантируется во всех случаях работы долота.

Использование: буровые шарошечные долота. Сущность: устройство имеет опорное кольцо 9, которое установлено между тыльной стороной тарельчатой пружины 8 и пружинным кольцом 10. Кольцо 10 закреплено в шарошке со стороны ее торца. 2 ил.

ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА, содержащая шарошку, закрепленную на опоре посредством подшипников скольжения и (или) качения и обрезиненную тарельчатую пружину, закрепленную на цапфе со стороны торца шарошки, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости опоры, она снабжена опорным и пружинным кольцами, причем опорное кольцо установлено между тыльной стороной тарельчатой пружины и пружинным кольцом, закрепленным в шарошке со стороны ее торца.