РАДИАЛЬНАЯ ОПОРА ТУРБОБУРА Российский патент 1996 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к области буровой техники, конкретно к радиальным опорам турбобура, центрирующим его вал в отверстии корпуса.

На заре турбинного бурения (в 1930-х гг.) была предложена радиальная опора, состоящая из двух втулок стальной закаленной и стальной обрезиненной, одна из которых зажата в корпусе, а другая на валу. До сего времени эта опора остается наиболее употребительной благодаря относительной простоте изготовления, нечувствительности к шламу, содержащемуся в промывочной жидкости, и способности до некоторой степени амортизировать поперечные колебания вала.

Прототип настоящего изобретения радиальная опора современного серийного турбобура (см. напр. З. Шумова и И. Собкина. Справочник по турбобурам, М. "Недра", 1968). В названной опоре закаленная втулка зажата на валу, а обрезиненная втулка в корпусе, при этом обрезиненная втулка имеет кольцевой канал с ребрами, через который идет весь поток промывочной жидкости. Эту втулку трудно разместить в тесном радиальном габарите; кольцевой канал получается узким, возникает перепад давлений, под действием которого шлам внедряется в резину и изнашивает стальную втулку.

Изобретение имеет цель решить эту задачу следующим способом. В радиальных опорах на поверхности резины необходимы продольные смазочные канавки; обычно их бывает 3 6, глубина 3 4 мм, профиль прямоугольный или трапецеидальный. Если довести количество и глубину канавок до необходимых величин, они могут служить в качестве каналов для прохода промывочной жидкости. При этом стрелка хорды, стягивающей канавки, должна быть минимальной, в противном случае небольшой износ трущихся поверхностей приведет к значительному люфту в опоре; поэтому канавки должны быть не широкими и редкими, а узкими и частыми.

Это решение позволяет существенно увеличить сечение для прохода жидкости. Кроме того, обрезиненные выступы (между канавками) снимают шлам с поверхности стальной втулки.

Изобретение иллюстрируется фиг.1 и 2.

Закаленная втулка 1 зажата на валу, обрезиненная втулка 2 в корпусе (возможно и наоборот, но тогда увеличивается диаметр трущихся поверхностей, что нецелесообразно). В обрезиненной втулке выполнены продольные канавки, также обрезиненные (для надежного сцепления с металлом резина должна быть сплошной). Хорды окружности, соответствующие канавкам и выступам, приблизительно одинаковы, а cтрелка хорды не превосходит 1 мм; последним определяется количество канавок. Глубина их может составлять от 30 до 60% толщины обрезиненной втулки, в зависимости от расхода: общая площадь канавок в свету должна обеспечивать скорость жидкости не более 10 м/c.

Использование: в горной промышленности, в частности - в конструкции забойных гидравлических двигателей для бурения скважин. Сущность изобретения: радиальная опора турбобура включает закрепленную в корпусе или на валу стальную втулку с обрезиненной рабочей поверхностью и с продольными или винтовыми канавками трапецеидального или прямоугольного сечения, выполненными на рабочей поверхности, и закрепленную на валу или в корпусе стальную втулку с закаленной рабочей поверхностью. Количество канавок равно 8 - 16, а суммарная площадь поперечного сечения канавок составляет не менее половины площади поперечного сечения обрезиненной втулки. 2 ил.

Радиальная опора турбобура, включающая закрепленную в корпусе или на валу турбобура стальную втулку с обрезиненной рабочей поверхностью и с продольными или винтовыми канавками трапецеидального или прямоугольного сечения, выполненными на рабочей поверхности, и стальную втулку с закаленной рабочей поверхностью, закрепленную на валу или в корпусе, отличающаяся тем, что количество канавок равно 8 16, а суммарная площадь поперечного сечения канавок составляет не менее половины площади поперечного сечения обрезиненной втулки.