Буровое шарошечное долото Советский патент 1993 года по МПК E21B10/22 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к породоразрушающему инструменту.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее шарошки, смонтированные на цапфах, опорные подшипники в виде упрочненных колец и упорной пяты, Недостатком известного бурового долота является сложность изготовления, так как при термообработке колец их поверхности претерпевают значительные деформации, затрудняющие сборку с лапами.

Наиболее близким из известных к предложенному является буровое шарошечное долото, содержащее корпус с цапфами, шарошки, смонтированные на цапфах, подшипники скольжения .с вкладышами в виде частей кольца, помещенными в кольцевые проточки цапфы и шарошки.

Недостатком известного долота является низкая надежность, обусловленная объединением в одном узле подшипниковой опоры и замкового элемента, образованного антифрикционным мягким материалом, менее прочным, чем материал шарошки и лапы, Такое замковое устройство в процессе работы будет разрушено вследствие осевых и радиальных нагрузок.

Кроме того, конструкция нетехнологична, так как в процессе заливки антифрикционным материалом в полости шарошки будут заполнены все осевые и радиальные гарантированные зазоры и смазочные каналы, которые должны обеспечить нормальное функционирование. Частицы металла, заполнившие все пространство полости, опоры, будут способствовать заклинке шарошки, вероятность которой возрастает с использованием для заливки более твердого материала.

Цель изобретения - повышение технологичности за счет уменьшения деформации элементов долота.

Указанная цель достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, содержащем корпус с цапфами, шарошки, смонтированные на цапфах, подшипники скольжения с вкладышами в виде частей кольца, помещенных в кольцевые проточки цапфы и шарошки, вкладыши выполнены в виде наклонных плашек, сопряженных друг с другом по боковым наклонным к оси шарошки

Ј

VI

00

ю

ON

поверхностям и сгруппированных в два концентрических кольцевых ряда, один из которых закреплен в проточке цапфы, а второй, имеющий противоположный наклон плашек, в проточке шарошки.

Анализ преложенного технического решения на соответствие критерию изобретения существенные отличия показывает следующее.

Выполнение вкладышей в виде наклон - 4. . - нгк.;. -, 1,.- - .. ..

ных плашек позволяет равномерно передавать осевые усилия, действующие со стороны цапфы на шарошки, через твердосплавные плашки. Наклон плашек относительно оси по боковым поверхностям позволяет производить равномерное скольжение по непрерывной плоскости скольжения с равномерным проходом зазоров на стыках между плашками различной ориентации.

Выполнение плашек цапфы и шарошки с взаимно противоположным наклоном обеспечивает высокую прочность опоры, так как места контакта плашек, в наибольшей степени подверженные разрушению, пересекаются, что обеспечивает снятие ударных импульсов при соскальзывании одной плашки относительно других плашек, участвующих в передаче нагрузок.

Сравнение предложения не только с прототипом, но и с другими-техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в этих решениях признаков, отличающих предложенное от прототи- па, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения существенные отличия,

На фиг.1 показан разрез секции шарошечного долота; на фиг.2 - плашка для цапфы лапы; на фиг.З - плашка для шарошки.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1, шарошки 2, смонтированные с помощью замкового подшипника 3 на цапфах 4. Подшипники скольжения образованы

вкладышами в виде наклонных плашек 5 и 6, помещенных в кольцевые проточки 7 и 8 соответственно шарошки 2 и цапфы 6. Наклонные плашки 5, б представляют собой части кольца, сопряжены друг с другом по

наклонным боковым поверхностям 9, 10 и сгруппированы в два концентрических ряда 11 и 12. Кольцевой ряд 11 плашек 5 закреплен в проточке 7 шарошки 2, а кольцевой ряд 12 плашек 6 - в проточке 8 цапфы 4.

Крепление осуществляется с помощью пайки или запрессовки. Наклон плашек 5 шарошки противоположен наклону плашек 6 цапфы. Шарошки армированы твердосплавными зубками 13.

Твердосплавные плашки могут чередоваться с-плашками из твердого материала, особенно на цапфах лап в верхней ненагруженной части, где плашки могут иметь вид полуколец.

При вращении шарошек на цапфах плашки из износостойкого твердого сплава будут сохранять свою работоспособность в течение длительного периода работы и смогут выдерживать значительные осевые ударные нагрузки и вибрации. Сопряжение плашек друг с другом по наклонным бо ко- вым поверхностям 9, 10 обеспечивает плавный переход передачи усилий с одной плашки на другую.

Благодаря противоположному наклону плашек не образуется зазоров на стыках между плашками, даже если они отличаются по толщине на величину допусков.

Монтаж плашек в кольцевые проточки (а

не заливки) позволяет значительно упростить технологию изготовления.

Использование: бурение скважин. Сущность изобретения: долото содержит корпус с цапфами, шарошки, подшипники скольжения. Износостойкие элементы выполнены в виде планок. Цапфы и шарошки выполнены с наклонными пазами, расположенными на подшипниках скольжения. Пазы на цапфах и шарошках наклонены в противоположные стороны по отношению друг к другу. 3 ил.

Формула изобретения Буровое шарошечное долото, содержащее корпус с цапфами, смонтированные на цапфах шарошки посредством подшипников скольжения, износостойкие элементы, отличающееся темч что, с целью повышения технологичности за счет уменьшения деформации элементов долота, износостойкие элементы выполнены в виде плашек, а цапфы и шарошки выполнены с наклонными пазами, расположенными на подшипниках скольжения, причем пазы на цапфах и шарошках наклонены в противоположные стороны по отношению друг к другу.

cfruz.Z

Фц-г.Ъ