Буровое шарошечное долото Советский патент 1984 года по МПК E21B10/22 

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к буровьм шарошечньм долотам, применяемым на станках для бурения взрывных скважин. Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус с цапфой, выполненнйе с центральным каналом для очистного агента, подшипниковый узел и шарошку m. Однако это устройство характеризуется значительным недостаткомнИзкой эффективностью бурения, обусловленной возникновением усталостны деформаций на площади контакта шарошки и цапфы, а также на малой площадке подшипникового узла и не имеет устройства для продувки (промывки) и охлаждения подшипника. Известно акже буровое шарошечное долото, содержащее корпус с цап фой, имеющие центральные каналы для очистного агента, подшипниковый узел и шарошку 2 . Недостатком данного устройства является низкая производительность долота при использовании его при ударном бурении, поскольку подшипни ковый узел будет воспринимать большие динамические нагрузки. Цель изобретения - повышение изн состойкости долота при ударном бурении. Поставленная цель достигается те что буровое шарошечное долото, соде жащее корпус с цапфой, имеющие цент ральные каналы для очистного агент подшипниковый узел и.шарошку, снабжено обратным клапаном, установленн в центральном канале цапфы, а торец цапфы и ответная ему поверхность ша рошки выполнены сферическими. На чертеже показано буровое шаро шечное долото в сборе, продольный разрез. Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с цапфой 2, выполненны с центральным каналом 3 для очист-ного агента (газа, жидкости и др,1 подшипниковый узел, включающий комп лект запорных шариков 4 и упорноцентрирующих роликов 5 со сферическими торцами 6 и сферическую шарошку 7, установленную на цапфе 2 с возможностью ограниченного величиной / h осевого перемещения по ней Торец 8 цапфы 2 вьтолнен со сферической поверхностью радиуса R, опи292рающуюся на идентичную, т.е. того же радиуса поверхность 9 в теле шарошки, а в уширении 10 центрального канала 3 для очистного агента установлен обратньй клапан, включающий шарик 11 и пружину 12, опирающуюся на втулочку 13, запрессо- ванную в уширении 10. Корпус 1 выполнен с дополнительным каналом 14 для очистного агента, поступающего в забойную зону скважины 15, минуя цапфу и шарошку. Зазор Д h2 для шариков 4 несколько больше зазора дН для роликов 5, что исключает передачу на шарики статических и динамических осевых усилий. Над корпусом размещен ударник, боек которого наносит периодические удары по корпусу (не показано) . Буровое шарошечное долото работает следующим образом. С помощью става и ударника (не показаны) долото (корпус с цапфой) с вращением и периодическими ударами подают на забой скважины. Вследствие наклонного расположения цапфы относительно корпуса (под углом «i ) шарошка, перекатываясь по поверхности забоя, вращается в направлении, противоположном направлению вращения корпуса. Реж1га1е-1скалывающие: (дробящие) породоразрущающие органы шарошки разрушают породу, а очистной агент, поступающий по каналу 14, вьшосит породные частицы по кольцевому зазору между стенкой скважины и ставом на дневную поверхность. В момент отскока цапфы от шарошки при периодических ударах бойка по корпусу вследствие внутренних упругих сил, реализуемых на сферических поверхностях, очистной агент по каналу 3 попадает в зазор между поверхностями 8 и 9. В моменты между ударами порции очистного агента, будучи запертыми обратным клапаном, сжимаются между этими поверхностями, образуя упруго-текучий слой, который вьисимается к шарикам 4 и роликам 5, осуществляя их охлаждение и очистку. Этот слой снижает трение сферических поверхностей 8 и 9 между собой, а также трение в подшипниковом узле. Пульсирующий эффект работы упруго-текучего слоя проявляется и в том, что в забойной зоне улучшается вынос породньк частиц вследствие динамического конаткта режуще-скалывающих (дробящих) элементов с буримой породой и повышается стойкость динамически взаимодействующих деталей долота, так

как смягчается непосредственный контакт деталей.

Все это обуславливает повышение производительности бурения ча счет появления возможности увеличения статических и динамических нагрузок, а также стойкости долота.

БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус с цапфой, имеющие центральные каналы для очистного агента, подшипниковый узел и шарошг ку, отличающееся тем, что, с целью повьппения износостойкости долота при ударном бурении, долото снабжено обратньм клапаном, установленным в центральном канале цапфы, а торец цапфы и ответная ему поверхность шарошки выполнены сферическими. СП с

1

Р

ft

ig