Устройство для смазки опор шарошек долота Советский патент 1991 года по МПК E21B10/24 

Изобретение относится к шарошечному породоразрушающему инструменту для бурения скважин, а именно к устройствам для смазки опор шарошек.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет обеспечения активного и последующего пассивного смазывания опор шарошек.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - клапанный узел; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Устройство для смазки опор шарошек долота содержит емкость 1, образованную втулкой 2 и корпусом 3. В радиальном отверстии корпуса 3 установлен регулятор 4 расхода смазочного материала. Для подвода промывочной жидкости в нижнюю часть емкости втулка 2 имеет отверстие 5 и трубку 6. Для вывода смазочного материала с верхнего уровня емкости служит отводящая трубка 7, гидравлически связанная с регулятором 4 расхода и смазкоподводящими каналами 8 и 9 к опоре шарошки 10. Корпус 3 устройства соединен переводником 11 с бурильным инструментом или забойным двигателем. В верхней части емкости 1 размещен клапанный узел 12 (фиг. 2), в котором выполнены два вертикальных сквозных канала 13 и 14. Между этими каналами закреплена опора 15 посредством детали 16. В канале 13 снизу размещен верхний конец отводящей трубки 7, а сверху установлен нормально открытый клапан 17. Клапан 17 соединен гибкой связью 18 с противовесом 19,установленным в канале 14. Деталь 16 соединена с клапанным узлом 12 винтами 20 (фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

Емкость 1 заполнена смазочным материалом. Клапан 17 находится в крайнем верхнем положении, а противовес 19 в крайнем нижнем положении. В процессе бурения промывочная жидкость, поступающая в нижнюю

часть емкости 1 под действием перепада давления в системе промывки долота, постепенно вытесняет смазочный материал через канал 13, трубку 7, регулятор 4 расхо5 да, каналы 8 и 9 для смазывания опор шарошек. Уровень промывочной жидкости в емкости движется вверх и достигает противовеса. По мере увеличения доли объема противовеса в промывочной жидкости уменьшается его вес в жидкости и становит0 ся меньше веса клапана 17, находящегося в смазочном материале. Возникающая при этом сила, равная разности весов деталей в соответствующих жидкостях, опускает клапан, который перекрывает трубку 7. Удержание клапана в закрытом состоянии обеспе5 чивается разностью давлений в емкости и в трубке 7, в которой давление после закрытия клапана становится равным давлению в опоре долота.

Работоспособность предложенной клапанной системы обеспечивается тем, что соотношение объемов клапана и противовеса отвечает условию

0

ЖегсгЙЕ-, V Рк-Ре V Р«-Рс

где У,, У„ -объем клапана и противовеса; р , р - средняя плотность клапана и

противовеса;

р - наименьшая ожидаемая плотность промывочной жидкости; Q - плотность смазочного материала;

е - основание натурального логарифма;

/ - наибольший коэффициент трения в гибкой связи.

Закрытие клапана не допускает попадания промывочной жидкости в регулятор и опору, что предупреждает отказ регулятора и позволяет использовать остаточный ресурс опор долота, хотя и без принудительного смазывания, но и без загрязнения их, т. е. в целом повышает надежность работы системы смазки опор шарошек.

, Шарошечное долото с предлагаемым устройством может работать в двух режимах смазывания. В первом режиме имеет место непрерывное продавливание смазочного материала через опоры (режим активного смазывания). После того, как расходуемая часть масла будет продавлена, долото будет заканчивать работу как обычное герметизированное маслонаполненное (режим пассивного смазывания).

Заправка емкости 1 смазочным материалом осуществляется закачкой его после вывинчивания регулятора 4 расхода через радиальное отверстие в корпусе и трубку 7. При этом клапан 17 выдавливается из трубки 7 и занимает верхнее крайнее положение. Промывочная жидкость из емкости вытесняется через трубку 6 и отверстие 5. Закачка ведется до момента появления масла в отверстии 5. Таким образом, приведение клапана в нормальное открытое состояние осуществляется автоматически при заправке емкости 1 и не требует дополнительного времени. Отсутствие промывочной жидкости в трубке 7 и регуляторе 4 гарантирует их надежную работу без промывки, очистки от грязи и замены рабочих элементов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить надежную работу, быстрое и легкое обслуживание системы принудительной смазки опор шарошек долота.

0

Формула изобретения

1.Устройство для смазТш опор шарошек долота, включающее емкость для смазочного материала, трубку для ввода промывочной жидкости в нижнюю часть емкости, отводящую трубку для вывода смазочного материала с верхнего уровня емкости и регулятор расхода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет обеспечения активного и последующего пассивного смазывания опор шарошек, емкость для смазочного материала снабжена клапанным узлом с двумя вертикальными сквозными каналами, в одном из которых снизу размещена отводящая трубка, а сверху установлен клапан, соединенный гибкой связью с противовесом, размещенным в другом канале.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соотношение объемов клапана и противовеса отвечает условию

0

$, Ъ% А,

где I/, Vn - объем клапана и противовеса; р , р - средняя плотность клапана и про тивовеса;

р - наименьшая ожидаемая плот- ность промывочной жидкости; Ј - плотность смазывающего материала;

е - основание натурального логарифма;

/ - наибольший коэффициент трения в гибкой связи.

Изобретение относится к шарошечному бурению скважин и предназначено для смазки опор шарошки. Цель - повышение надежности работы устройства за счет обеспечения активного и последующего пассивного смазывания опор шарошек. Для этого емкость для смазочного материала (СМ), образованная втулкой и корпусом, снабжена клапанным узлом 12 с двумя верти

7/7Вид А

Г9

Фиг.З