ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК E21B10/18 

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, превышающий двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения "шип - паз" и размещенный между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. Е 21 В 10/18, 1985 г.).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная 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 толщины 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. Е 21 В 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. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.

Поставленная задача решается тем, что в промывочным 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 ступенчатой формы, корпус - с дополнительной кольцевой расточкой ниже насадки, а фиксатор - в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра насадки, а нижняя часть - в дополнительной кольцевой расточке корпуса.

Дополнительными признаками изобретения, служащими достижению поставленной цели, является также и то, что:

- цанговая втулка выполнена из двух частей: верхней цилиндрической и нижней конической, сопряженной с цилиндрической втулкой меньшим основанием;

- верхняя и нижняя части цанговой втулки выполнены коническими.

По другому варианту в промывочным 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, насадка выполнена ступенчатой формы, ступень меньшего диаметра насадки - с кольцевой проточкой на наружной поверхности, а фиксатор - в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца и наружной поверхностью ступени насадки меньшего диаметра, а нижняя часть - в кольцевой проточке насадки.

При этом цанговая втулка может быть выполнена в виде конуса, большее основание которого расположено вверху.

Возможен вариант выполнения цанговой втулки с Z-образным продольным сечением.

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 разрезе; на фиг.2, 3, 5 и 6 - варианты выполнения фиксатора, на фиг.4 - другой вариант выполнения промывочного узла.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1 и 4) с каналом 2 для подачи очистного агента с гнездом 3 под насадку 4 ступенчатой формы и кольцевой расточкой 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. При этом корпус 1 выполнен с дополнительной кольцевой расточкой 9, расположенной ниже насадки 4, фиксатор 8 - в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца 6 и наружной поверхностью ступени 10 меньшего диаметра насадки 4, а нижняя часть - в дополнительной кольцевой расточке 9 корпуса 1. Цанговая втулка 8 может быть выполнена в виде двух втулок: верхней цилиндрической 11 и нижней конической 12, сопряженной с цилиндрической втулкой 11 меньшим основанием (фиг.2) или одной конической 13 (фиг.3).

По другому варианту изготовления промывочного узла ступень 10 меньшего диаметра насадки 4 выполнена с кольцевой цилиндрической 14 или кольцевой конической 15 проточкой на наружной поверхности (фиг.4). Фиксатор 8 в этом случае выполнен в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца 6 и наружной поверхностью ступени 10 насадки 4 меньшего диаметра, нижняя часть - в кольцевой проточке 14 или 15 ступени 10 насадки 4. При этом цанговая втулка 8 имеет форму конуса 16, большее основание которого расположено вверху (фиг.5). Возможен вариант выполнения цанговой втулки 8 с Z-образным продольным сечением с вертикальными захватными лепестками 17 (фиг.6).

Монтаж узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и ступенчатую насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6 и устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и фиксируют его от радиального сжатия цанговой втулкой 8, верхняя часть которой устанавливается между внутренней поверхностью стопорного кольца 6 и наружной поверхностью ступени 10 насадки 4 меньшего диаметра. Использование фиксатора 8 исключает возможность сжатия стопорного кольца 6, а следовательно, предотвращает вероятность выпадения насадки 4 из гнезда 3 за счет радиальной составляющей осевого усилия от перепада давления на насадке 4, возникающей из-за наличия монтажных допусков и неточности изготовления как самого стопорного кольца 6, так и кольцевых расточек 5 под него.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности.

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.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Позволяет упростить монтаж и демонтаж промывочного узла. Узел 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 ступенчатой формы, корпус - с дополнительной кольцевой расточкой, расположенной ниже насадки, а фиксатор - в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра насадки, а нижняя часть - в дополнительной кольцевой расточке корпуса, при этом прорези втулки выполнены в ее нижней части. По другому варианту кольцевая расточка под цанговую втулку выполнена на наружной поверхности ступени меньшего диаметра насадки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

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 ступенчатой формы, корпус - с дополнительной кольцевой расточкой ниже насадки, а фиксатор - в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра насадки, а нижняя часть - в дополнительной кольцевой расточке корпуса, при этом прорези цанговой втулки выполнены в ее нижней части.2. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что цанговая втулка выполнена из двух частей: верхней цилиндрической и нижней конической, сопряженной с цилиндрической втулкой меньшим основанием.3. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части цанговой втулки выполнены коническими.4. 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 ступенчатой формы, ступень меньшего диаметра насадки - с кольцевой проточкой на наружной поверхности, а фиксатор - в виде цанговой втулки, верхняя часть которой установлена между внутренней поверхностью стопорного кольца и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра, нижняя часть - в кольцевой проточке насадки.5. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что цанговая втулка выполнена в виде конуса, большее основание которого расположено вверху.6. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что цанговая втулка выполнена с Z-образным продольным сечением.