Стенд для испытаний шарошечных долот Советский патент 1979 года по МПК E21B9/10 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

дополнительной траверсой с промежуточными штоками, на которых жестко закреплены вилки, взаимодействующие со стойками, а искусственный забой выполнен профилем переменного радиуса. .

Для исключения перекосов в гидростагич еском подпятнике отношение площади проходного сечения дросселя к периметру соответствующего несущего кармана, расположенного по оси промежуточного штока, выбрано больше, чем это отношение у каждого из остальных дросселей и несуишх карманов,Для компэнсадии опрокидывающих моментов от действия на гидростатический подпятник сил трения между шарошками и искусственным забоем центр тяжести площадей несущих карманов каждой группы смещен относительно оси промежуточного штока, гидродилиндр которого связан

с данной группой несущих карманов, против направления вращения стола.

На фиг. 1 представлен описываемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для крепления долота в сборе; на фиг. 4 гидравлическая принципиальная схема стенда; на фиг. 5 - схема нагружения подпятника; на фиг. 6 - искусственный забой профилем переменного радиуса; на фиг. 7 сечение В-В на фиг. 6.

Стенд состоит из основания 1 и стоек 2, закрепленных восновании. На сгойках 2 установлен кронштейн 3 с гидростатическим подпятником 4, на который опирается стол 5. Кроме того, на стойках 2 свободно установлены дополнительная 6 и нижняя 7 траверсы, в отверстиях которых проходят промежуточные штоки 8. Эти штоки связывают гидродилиндры 9 и

10,закрепленные на верхней траверсе

11,с устройствами 12 для крепления сек ций 13 долота. На штоках 8 жестко закреплены вилки 14, расположенные между 7 раверсами 6 и 7, при этом траверса 7 опирается под действием силы тяжестина упоры 15, Закрепленные в траверсе 6. Щеки вилок 14 входят в пазы втулок 16 и 17, свободно сидящих на стойках 2, и охватывают их. В щеках вилок 14 расположены также винты 18 для фиксации и углового смещения штоков 8 относительно своей оси. На одной из стоек 2 уставе лен упор 19 для фиксации траверсы 6 в нижнем положении. Вал 20 стола 5, на котором закреплен искусственный забой .21, установлен в радиальном подшипнике 22 и соединен муфтой 23 с редуктором

24. Па столе 5 установлен цилиндр 25, имитирующий скважину, над которым рас положен пылеприемный колпак 26, закрепленный ва траверсе 6. Сменное устройство 27 для крепления долота в сборе установлено на промежуточных штоках 8. На рабочем торце гидростатический под-пятник 4 имеет несущие А--И В и вспомогательные С масляные карманы. Группы

несущих карманов через дроссели 28 соединены каждая со своей полостью нагрузки Ь и Е гидроцилиндров 9 и 10. Вспомогательные карманы С через дроссели 29 соединены непосредственно с системой

питания. Гидроцилиндры 9 и 10 управляются золотниками ЗО и 31.

На схеме нагружения подпятника применены следующие обозначения; F - си ла трения между шарощкой и забоем ;

Q - нагрузка на подпятник от секции долота; R - равнодействующая подъемных сил несущих карманов одной группы, точка приложения которой Совпадает с центром тяжести площадей несуШих карманов этой

группы; Н - плечо действия силы F.

Стенд для испытаний шарошечных долот работает следующим образом.

При включении стенДа редуктор 24 через муфту 23 и вал 20 вращает стол 5 с искусственным забоем 21 против часовой стрелки. Одновременно подается давление во вспомогате ьньге карманы С подпятника 4. Гидроцилиндры 9 и 10 через 5 промежуточные щтоки 8 воздействуют на секции долота 13 и могут поднимать их, опускать и прижимать к искусственному забою 21 с заданным усилием независимо друг от друга. Промежуточные штоки удерживаются от вращения вилками 14. Траверсы 6 и 7 поднимаются вверх одним или двумя штоками 8, а опускаются вниз под действием силы тяжести до упора 19, При включении нагрузки на левую секцию 5 13 золотник31 соединяет масляную магистраль с полостью гидроцилиндра 9 и через дроссели 28 с группой А несущих карманов подпятника, которая воспринимает усилие нагрузки гидроцилиндра 9 вместе с вспомогательными карманами С . АнаЛОГИЧ116 подается нагрузка гидpoцилиндpo 1О на правую секцию. Управление золотниками 30 и 31, а следовательно, и гидроцилиндрами 9 и 10 независимое.

При испытании долота в сборе вместо vcтpoйcтв 12 устанавливается устройство 27, в KOiopoM закрепляется долото. Управлени золотниками 30 и 31 блокирует-

с;я и усилие нагрузки создается /шумя гидронилнпдрами. CMeiuoime осей шарошек испытываемых секций, сбазирсншнлых. по плоскостями двухгранного угла, производится винтами 18. В несущие карманы каждой группы А и Б , расположенные по осям промежуточных шгоков, подается даление большее, чем давление в остальных карманах подпятника, ото достигается блгодаря тому, что .отношение площади проходного сечения дросселя к периметру несущих кармайов больше, чем это отношение для остальных карманов и их дросселей, В результате несущие карманы, расположенные по оси штоков, воспринимают основную часть усилия гидроцилиндров, уменьшая этим прогиб стола.

Очищающий агент подается в долото или секции долота через каналы в них и через пылеприемный колпак поступает в пьтеулавливающую установку, Т акая пода ча очищающего агента и пылеулавливающие установки йироко известны в данной области промышленности.

Из схемы нагружения подпятника (фиг. 5) видно, что сила F трения образует момент сопротивления вращению и опрокидывающий момент, действующий на стол и вызывающий перекос стола 5, Плечо Н опрокидьгоающего момента определяется расстоянием от линии контакта шарошки с забоем до радиального подшипника. Действие опрокидывающего момента от силы f компенсируется смешейием силы R относительно оси промежуточного штока в направлении, противоположном направлению вращения стола.

Такая конструкция стенда допускает проведение сравнительных испытаний долот или секций долот с переменной координатой точки приложения нагрузки к шарошке, секций долота при различном смешении оси шарощки, двух секций долота независимо одна от другой в идентичных условиях. Испытания мож1{о проводить в условиях отработки долот с применечием различных видов и расходов очищающего агента с использованием разли 1ных видов смазки опор и при различных значениях расхода смазки. Возможно также исследование стойкости вооружения долот.

Ч о р м у л а изобретения

1, Стенд для испытаний шарошечных долот, содержащий основание, стойки с установленными на них верхней и нижней траверсами, цилиндр, имитирующий скважину, стол, искусственный забой, гидравЛ1;гческую систему передачи давления на долото с гадроцилиндрами и устройством для его крепления, систему вращения стола и систему подачи очищающего агента, отличающийся тем, что, с далью повышения надежности стенда и расширения диапазона испытаний, стол снабжен гидростатическим подпятником, содержащим две группы несущих карманов и вспомогательные карманы, соединенные соответственно с нагрузочными полостями гидроцилиндров и системой питания при помощи дросселей, система передачи давления на долото снабжена свободно установленной на стойках дополнительной траверсой с промежуточными щтоками, на которых жестко закреплены вилки, взаимодействующие со стойками, а искусственный забой выполнен профилем переменного радиуса.

2.Стенд по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения перекосов в гидростатическом подпятнике, отношение площади проходного сечения дросселя к периметру соответствующего несуше- ге кармана, расположенного по оси промежуточного штока, выбрано больше, чем

это отношение у каждого из остальных дросселей и несущих карманов.

3.Стенд по пп. 1, 2, отличающий с я гем, что, с целью компенса ции опрокидывающих моментов от действия на гидростатический подпятник сил трения между шарошками и искусственным забоем, тяжести площадей несущих карманов каждой группы смещен относительно оси промежуточного штока, гидроцилиндр которого связан с данной группой несущих карманов, против направления вращения стола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Буровые долота (труды ВНИИБТ), М., Недра , 1969, с, 136-142,

2,Авторское свидетельство № 295855, кл. Е 21 В 9/10, 1969.

XnSn. //

И

/«

Гб .

i

/715

А - 4

fS

С

fufl

б

12

i

25

h /3

ЕЖт

,гг

20

ю

23

2l

Put.1

гв

B-&

.7