Буровое шарошечное долото Советский патент 1986 года по МПК E21B10/22 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции поро- доразрушающег о инструмента - шаро- течного долота, предназначенного для бурения скважин в нефтяной, газовой и горнорудной промьпЕленности,

Цель изобретения - повышение надежности работы долота.

На чертеже представлена - секция бурового долота.

Секция 1 бурового долота содержит установленные на опорах цапфы 2 шарошки 3, а опора выполнена в виде совокупности концевого роликового подшипника 4, замкового шарикового 5 и р оликового конического 6 подшипников.

При работе долота как осевая, так и радиальная составляющие нагрузки воспринимаются всеми подшипниками (4-6), что позволяет равномерно распределить нагрузки по телу шарошек 3 я исключить их раскальтание, не прибегая к увеличению толщины стенок г арошек. Кроме того, данная схема, позволяет увеличить габариты подшипников за счет согласованности очертания ее подшип ников с конической конфигурацией шарошек. Наконец, появляется возможность уплотнения цап- 2 в наиболее опасном сечении - у ее основания за счет увеличивающегося у основания цапфы диаметра конической беговой дорожки.

Оптимальное распределение нагрузки между подшипниками в процессе бурения достигается в том случае, если выдерживаются следующие соотношения зависимости:

0,050 - 0,070;

0,040 - 0,060,

где D - диаметр долота,мм;

do,d,{- соответственно диаметры наибольших торцов роликов конического подшипника у основания цапфы и концевого конического подшипника„

Указанное соотношение можно обосновать следующим образом.

Основным критерием работоспособности в подшипниковой промьшшенности принята динамическая грузоподъемность С, кН:

г/ц ;4 гч/7г С f (t-coso,;) .Z : d

для конического роликового подшип- ника,

где , d - рабочая длина и диаметр наибольшего торца ролика, мм;

Z - число роликов;

- угол контакта в подшипнике, град;

, d cosoi.

f|.--Т--коэффициент, зависящий

от геометрии, точности изготовления и материала подшипника, мм, где d - средний диаметр подшипника, мм.

В табл. 1 и 2 приводятся значения динамической грузоподъемности по отношению к радиальной С и осевой Сд нагрузкам различных вариантов роликовых подш:ипников с соотношением

D

0,037-0,074 для долот Ф

139,7 мм.

Из табл 1 и 2 видно, что для большого конического роликового под- шипника оптимальное соотношение

Л12ЖИТ в пределах 0,053 - 0,067, а для концевого - 0,037 - 0,057.

За пределами указанных соотношеНИИ в сторону их увеличения происходит уменьшение углов контакта конических подшипников до значений, когда происходит заклинивание шарошек на цапфах, поскольку специфические

условия работы подшипников долота

отличаются высокой динамичностью нагрузки (Кд 1,5-3,0) высоким уровнем осевой нагрузки по отношению к радиальной (около 80%).

За пределами указанных оптимальных соотношений в сторону их уменьшения угол контакта становится слишком большим. При этом образующие беговых дорожек конических подшипников в шарошке - в ее нижней части, т.е. в рабочей зоне, занимают горизонтальное положение, в результате чего шарОшки теряют способность к перемещению вдоль оси цапфы под действием реакции забоя по мере износа конических подшипников, т.е. теряют способность к выбиранию люфтов в процессе

312292974

износа. Кроме того, в этом диапазоне ется в условиях отсутствия сепарато- соотношений диаметр применяемых ко- ров в подшипниках и перекосов роли- нических роликов оказывается меньше ков их аварийным раскалыванием попе- половины их длины, а это сопровожда- рек.

Таблица 1

Редактор С.Лыжева

Составитель С.Денисова Техред М.Ходанич

Заказ 2425/26 Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Таблица 2

Корректор А.Тяско