ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 2009 года по МПК E21B10/18 

Изобретение относится к породоразрушающим инструментам преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Наиболее оптимальная область применения - долота шарошечного и режущего типа и расширители.

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 размещенное между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. Е21В 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 №2279529, кл. Е21В 10/18, 2006 г.).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования для насадки фиксатора в виде цанговой втулки, предотвращающей выдавливание насадки из гнезда корпуса.

К недостаткам его можно отнести сложность конструкции и монтажа-демонтажа. Сложность конструкции связана с необходимостью использования насадки специальной формы и с пазами на наружной поверхности. Учитывая, что в настоящее время насадки изготавливаются в основном из твердого сплава методом порошковой металлургии, изготовление их со специальными проточками является трудоемкой и дорогостоящей операцией. Сложность известного промывочного узла усугубляется необходимостью использования цанговых втулок нестандартной конструкции.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, а также монтажа и демонтажа промывочного устройства.

Поставленная задача решается тем, что в промывочном 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 корпус выполнен с радиальным каналом, совмещенным с кольцевой расточкой, а фиксатор выполнен в виде стержня, входной конец которого размещен в прорези стопорного кольца, при этом стержень закреплен в радиальном канале корпуса от осевого перемещения.

Дополнительными признаками изобретения, направленными на решение поставленной технической задачи, является также и то, что:

- входной конец стержня выполнен с продольными пазами, ширина которых больше толщины стопорного разрезного кольца, или с гранями;

- продольные пазы выполнены на гранях стержня;

- стержень закреплен с корпусом посредством резьбы.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 и 4 - варианты выполнения фиксаторов.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1 и 2) с каналом 11 для подачи очистного агента, гнездом 8 под насадку 2, радиальным каналом 6 и кольцевой расточкой 9 под стопорное разрезное кольцо 4, уплотнительный элемент 3 и фиксатор 5. Последний выполнен в виде резьбового стержня с граненым входным концом 7 (фиг.3) или в виде резьбового стержня с пазами 12 на входном конце (фиг.4). При этом пазы 12 могут быть выполнены как на граненом конце 7, так и на круглом. Количество пазов 12 определяется диаметром насадки 2, и для долот малого диаметра (до 151 мм) может использоваться только два диаметрально расположенных паза 12. Размеры пазов 12 определяются толщиной стопорного кольца 4 и должны обеспечить свободное размещение в них торцевых участков разрезного кольца 4. Использование пазов 12 повышает надежность блокировки резьбового фиксатора 5 от проворота. Возможен вариант использования в качестве фиксатора 5 стержня без резьбы. В этом случае фиксатор 5 крепится к корпусу любым известным способом, например сваркой, штифтом и т.д. Радиальный канал 6 должен быть совмещен с кольцевой расточкой 9 корпуса 1 и в зависимости от типа фиксатора 5 может выполняться как с резьбой, так и без резьбы. Конструкция предложенного промывочного узла значительно проще прототипа и не уступает ему по надежности.

Монтаж данного промывочного узла производится следующим образом. После установки в гнезде 8 насадки 2 с уплотнительным элементом 3, а в кольцевой расточке 9 стопорного кольца 4 последнее ориентируют своей прорезью 10 в сторону радиального канала 6. После этого через радиальный канал 6 вводят фиксатор 5 в прорезь 10 стопорного кольца 4 и, поворачивая фиксатор 5, совмещают его пазы 12 или грани с боковыми стенками прорези 10. Путем подбора необходимого соотношения между шириной прорези 10 стопорного кольца 4 и поперечными размерами входного конца фиксатора 5 можно обеспечить их взаимную блокировку, когда фиксатор 5 предотвращает стопорное кольцо 4 от сжатия, а следовательно, и выпадения элементов промывочного узла (насадки 2 и стопорного кольца 4) на забой, а стопорное кольцо 4 препятствует провороту фиксатора 5, а следовательно, и его развинчиванию, что может произойти вследствие вибрации бурового инструмента.

Демонтаж промывочного узла производится в обратной последовательности.

Предложенный промывочный узел имеет значительно более простую конструкцию по сравнению с прототипом и прост в монтаже и демонтаже при одновременно высокой надежности его работы за счет взаимной блокировки стопорного разрезного кольца от выпадения, а фиксатора от развинчивания. Данная конструкция промывочного узла обеспечивает быструю замену насадки непосредственно на рабочем месте, что часто требуется при бурении по перемежающимся породам. Наиболее эффективно использование данного устройства в шарошечных долотах при бурении по трещиноватым породам, сопровождающемся сильной вибрацией бурового долота.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента преимущественно гидромониторного типа. Промывочный узел бурового долота 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. Корпус выполнен с радиальным каналом, совмещенным с кольцевой расточкой, фиксатор - в виде стержня, входной конец которого размещен в прорези стопорного кольца. Стержень закреплен в радиальном канале корпуса от осевого перемещения. Входной конец стержня выполнен с гранями или продольными пазами, ширина которых больше толщины стопорного разрезного кольца. Продольные пазы могут быть выполнены на гранях стержня и на его цилиндрической поверхности. Стержень крепится с корпусом посредством резьбы или любым другим известным способом. Такое выполнение промывочного узла повышает надежность его работы и значительно упрощает конструкцию. 2 з.п. ф-лы, 4 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 корпус выполнен с радиальным каналом, совмещенным с кольцевой расточкой, а фиксатор выполнен в виде размещенного в прорези стопорного кольца стержня с гранями или продольными пазами на входном конце, ширина которых больше толщины стопорного кольца, при этом стержень закреплен в радиальном канале корпуса от осевого перемещения.

2. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что продольные пазы выполнены на гранях стержня.

3. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что стержень закреплен с корпусом от осевого перемещения посредством резьбы.