ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 2015 года по МПК E21B10/60 E21B10/61 

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. 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 напорным каналом и гнездом под насадку, закрепленную стопорным элементом, установленным в тороидальной полости, образованной совмещенными кольцевыми канавками на внутренней поверхности гнезда и наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо (см. авт.св. СССР №1652499, кл. Е21В 10/18, 1991 г.).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования стопорного элемента в виде металлического стержня.

К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. установка металлического стержня требует высокой точности изготовления всех элементов промывочного узла. В противном случае это может привести к заклиниванию стержня при монтаже в случае несоответствия диаметра стержня с диаметром тороидальной полости и к обрыву стержня при демонтаже, особенно после длительной эксплуатации. Зачастую это исключает замену насадок непосредственно на буровой и ведет к увеличению непроизводительных затрат времени. 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. Следует также отметить малую надежность промывочного узла, особенно при сильных перепадах, т.к. осевое усилие воспринимает только половина кольца, образованного металлическим стержнем.

В связи с вышеизложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства и увеличения несущей способности стопорного элемента.

Указанный технический результат решается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащим корпус с напорным каналом и гнездом под насадку, закрепленную стопорным элементом, установленным в тороидальной полости, образованной совмещенными кольцевыми канавками на внутренней поверхности гнезда и наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, согласно изобретению, в качестве материала для стопорного элемента использован износостойкий эластичный материал, который вводят в тороидальную полость в жидком виде через радиальный канал, выполненный в корпусе и соединяющий наружную поверхность корпуса с тороидальной полостью.

Дополнительными признаками изобретения, служащими достижению поставленного технического результата, является также и то, что радиальный канал для ввода материала для стопорного элемента выполнен наклонным, входная часть которого смещена в сторону, противоположную забою скважины, в качестве материала для стопорного элемента используют полиуретан.

Такое выполнение промывочного узла позволяет, при одновременном улучшении гидродинамических характеристик промывочного узла и сохранении высокой надежности его работы, упростить его монтаж и демонтаж.

На чертеже изображен общий вид промывочного узла в разрезе.

Промывочный узел содержит корпус 1 с напорным каналом 5 для подачи очистного агента, гнездо 2 под насадку 3, тороидальную полость 4, образованную совмещенными кольцевыми канавками на внутренней поверхности гнезда 2 и наружной поверхности насадки 3. Тороидальная полость 4 заполняется материалом 7 для стопорного элемента, вводимым в полость 4 через наклонный канал 6, входная часть которого смещена относительно полости 4 в сторону, противоположную забою скважины. В качестве материала для стопорного элемента используют полиуретан.

Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. После установки в гнезде 2 насадки 3 через наклонный канал 6 подают жидкий материал, например, полиуретан в тороидальную полость 4. После затвердения жидкого полиуретана последний образует стопорный элемент, который фиксирует насадку 3 относительно корпуса 1. При этом стопорный элемент, благодаря эластичным свойствам полиуретана, одновременно выполняет и функцию уплотнительного элемента, что позволяет значительно упростить всю конструкцию промывочного узла и одновременно повысить надежность герметизации, т.к. увеличение перепада давления на насадке приводит к более плотному прижатию стопорного элемента к стенкам тороидальной полости.

Демонтаж промывочного узла, например, для изменения режима промывки, путем замены насадки 3 осуществляют путем нагрева долота до температуры плавления полиуретана. После этого полиуретан выливается через радиальный канал 6 и насадка 3 может быть свободно снята из гнезда 2 корпуса 1.

Такое выполнение промывочного узла позволяет осуществлять быструю и нетрудоемкую операцию по замене насадки. В тоже время получение стопорного элемента в виде тороидального кольца обеспечивает высокую надежность работы узла благодаря увеличению несущей поверхности стопорного элемента.

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. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышении эффективности его работы. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с напорным каналом и гнездом под насадку, закрепленную стопорным элементом, установленным в тороидальной полости, образованной совмещенными кольцевыми канавками на внутренней поверхности гнезда и наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо. В качестве материала для стопорного элемента использован износостойкий эластичный материал, который выполнен с возможностью введения в тороидальную полость в жидком виде через радиальный канал, выполненный в корпусе и соединяющий наружную поверхность корпуса с тороидальной полостью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с напорным каналом и гнездом под насадку, закрепленную стопорным элементом, установленным в тороидальной полости, образованной совмещенными кольцевыми канавками на внутренней поверхности гнезда и наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, отличающийся тем, что в качестве материала для стопорного элемента использован износостойкий эластичный материал, который вводят в тороидальную полость в жидком виде через радиальный канал, выполненный в корпусе и соединяющий наружную поверхность корпуса с тороидальной полостью.

2. Промывочный узел бурового долота по п. 1, отличающийся тем, что радиальный канал для ввода материала для стопорного элемента выполнен наклонным, входная часть которого смещена в сторону, противоположную забою скважины.

3. Промывочный узел бурового долота по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала для стопорного кольца используют полиуретан.