БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО Российский патент 2010 года по МПК E21B10/22 

Описание патента на изобретение RU2391485C1

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра.

Известно буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством замкового шарикового подшипника (см. авт. св. СССР №1361290, кл. Е21В 10/16, 1981 г.).

Недостатком этого долота является быстрый выход опоры, что связано с восприятием нагрузки, действующей вдоль оси цапфы, одним шариковым подшипником. Учитывая, что этот же подшипник воспринимает также и радиальные нагрузки, срок службы его весьма ограничен.

Наиболее близким к предложенному долоту по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством нескольких радиально-упорных подшипников, один из которых является замковым (см. Масленников И.К. «Буровой инструмент». М.: Недра, 1989, с.54, рис.2.1.17).

К недостаткам данного долота относится то, что замковым подшипником является только один из подшипников качения. Это снижает ресурс работы опоры долота, а в ряде случаев, например при сколе бурта замкового подшипника, может привести к оставлению шарошки на забое скважины и созданию аварийной ситуации. Все это снижает технико-экономические показатели долота в целом.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет повышения ресурса работы его опоры.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством нескольких радиально-упорных подшипников, один из которых является замковым, согласно изобретению радиально-упорный подшипник, смежный с замковым подшипником и расположенный относительно него со стороны оси долота, выполнен также замковым, при этом беговые дорожки замковых подшипников сообщены каналом, соединяющим верхнюю часть основного замкового подшипника с нижней частью дополнительного замкового подшипника.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- в качестве рабочих тел в замковых подшипниках используются шары и кольцевые сегменты, имеющие в поперечном сечении форму полукруга;

- рабочие элементы в виде шаров расположены в верхней части основного замкового подшипника и в нижней части - дополнительного подшипника;

- длина дуги беговой дорожки под шары в дополнительном замковом подшипнике составляет не менее длины дуги нагруженной части опоры.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид долота в продольном разрезе; на фиг.2 и 3 - сечение А-А и Б-Б соответственно на фиг.1.

Буровое шарошечное долото включает лапы 1, на цапфах 3 которых посредством подшипников скольжения 9 и радиально-упорных подшипников 4 установлены шарошки 2, армированные породоразрушающими элементами 10. Рабочие элементы радиально-упорных подшипников 4 выполнены в виде шаров 5 и кольцевых сегментов 6, имеющих в поперечном сечении форму полукруга. Радиально-упорные подшипники 4 выполнены замковыми и соединены между собой посредством канала 8 в цапфе 3 для ввода шаров 4. При этом канал 8 соединяет верхнюю часть основного замкового подшипника 4, расположенного у основания цапфы 3, с нижней частью дополнительного замкового подшипника 4, расположенного относительно основного замкового подшипника 4 со стороны оси долота. Шары 5 в основной замковый подшипник 4 вводятся через канал в лапе 1 долота, который затем запирается замковым пальцем 7. Рабочие элементы в виде шаров 5 расположены в верхней части основного замкового подшипника 4 и в нижней части дополнительного замкового подшипника 4, куда они доставляются через канал 8 в цапфе 3. При этом длина дуги беговой дорожки под шары 5 в дополнительном замковом подшипнике 4 составляет не менее длины дуги нагруженной части опоры.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 10 шарошек 2 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом благодаря использованию двух замковых подшипников 4, составленных из комбинации шаров 5 и кольцевых сегментов 6, обеспечивается оптимальное распределение как осевых, так и радиальных нагрузок между рабочими элементами 5 и 6 подшипников 4. При этом наиболее нагруженная периферийная часть опоры воспринимает радиальные нагрузки через кольцевые сегменты 6, обеспечивающие максимальную площадь контакта с шарошкой 2. В то же время основную осевую нагрузку воспринимает дополнительный замковый подшипник 4 через шары 5, расположенные в его нижней части, и частично через шары 5 в верхней части основного замкового подшипника 4, расположенного у основания цапфы 3. Такое выполнение опоры связано с тем, что именно рабочие тела в виде шаров являются наиболее работоспособными в условиях одновременного восприятия радиальных и осевых нагрузок.

Предложенная схема выполнения опоры повышает ресурс работы как самой опоры, так и долота в целом.

Похожие патенты RU2391485C1

название год авторы номер документа
ОПОРА БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 2005
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Кремлев Виталий Игоревич
RU2281377C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2391483C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2005
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2285782C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2393321C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2005
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
RU2291270C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2007
  • Панин Николай Митрофанович
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Кирсанов Валерий Александрович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
RU2334860C1
ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 2005
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
RU2281376C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
RU2393324C1
РАЗБОРНОЕ БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО С ОПОРАМИ ШАРОШЕК НА ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯ С СЕПАРАТОРАМИ 2006
  • Грибенников Николай Васильевич
  • Малинкин Владимир Алексеевич
  • Ушакова Елена Аркадьевна
RU2333341C2
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2391482C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 391 485 C1

Реферат патента 2010 года БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра. Технический результат - повышение ресурса работы опоры долота и как следствие этого - повышение эффективности работы всего долота. Буровое шарошечное долото включает лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством радиально-упорных подшипников, один из которых является замковым. Особенностью долота является то, что второй радиально-упорный подшипник, смежный с замковым подшипником и расположенный относительно него со стороны оси долота, выполнен также замковым, при этом беговые дорожки замковых подшипников сообщены каналом, соединяющим верхнюю часть основного замкового подшипника с нижней частью дополнительного замкового подшипника. В качестве рабочих тел в замковых подшипниках используются шары и кольцевые сегменты, имеющие в поперечном сечении форму полукрута, при этом рабочие элементы в виде шаров расположены в верхней части основного замкового подшипника и в нижней части - дополнительного подшипника, причем длина дуги беговой дорожки под шары в дополнительном замковом подшипнике составляет не менее длины дуги нагруженной части опоры. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 391 485 C1

1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых установлены шарошки, смонтированные посредством нескольких радиально-упорных подшипников, один из которых является замковым, отличающееся тем, что радиально-упорный подшипник, смежный с замковым подшипником и расположенный относительно него со стороны оси долота, выполнен также замковым, при этом беговые дорожки замковых подшипников сообщены каналом, соединяющим верхнюю часть основного замкового подшипника с нижней частью дополнительного замкового подшипника.

2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что в качестве рабочих тел в замковых подшипниках используются шары и кольцевые сегменты, имеющие в поперечном сечении форму полукруга.

3. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что рабочие элементы в виде шаров расположены в верхней части основного замкового подшипника и в нижней части - дополнительного подшипника.

4. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что длина дуги беговой дорожки под шары в дополнительном замковом подшипнике составляет не менее длины дуги нагруженной части опоры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2391485C1

МАСЛЕННИКОВ И.К
Буровой инструмент
- М.: Недра, 1989, с.54, рис.2.1.17
Буровое трехшарошечное долото 1981
  • Травкин Виталий Сергеевич
  • Сорокин Георгий Матвеевич
  • Смирнов Вячеслав Геннадиевич
SU1361290A1
Опора бурового шарошечного долота 1988
  • Панин Николай Митрофанович
  • Думкин Лев Николаевич
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Булгаков Евгений Семенович
  • Калиничев Владимир Николаевич
SU1625973A1
ОПОРА БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 2005
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Кремлев Виталий Игоревич
RU2281377C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2005
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2285782C1
ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 2006
  • Комаров Михаил Алексеевич
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Цехмистренко Николай Михайлович
RU2302505C1
ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 2006
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Булгаков Евгений Семенович
  • Калиничев Владимир Николаевич
RU2304209C1

RU 2 391 485 C1

Авторы

Смирнов Вячеслав Геннадьевич

Смирнов Игорь Вячеславович

Панин Николай Митрофанович

Даты

2010-06-10Публикация

2009-05-29Подача