Стенд для исследования опор шарошечных долот Советский патент 1979 года по МПК E21B9/08 G01M13/04 

Изобретение относится к испытательным машинам и стендам для исследования на долговечность и надежность онор шарошечных долот и может быть использовано в долотостроении и подшипниковой промышленности. Известен стенд для исследования подшипников, в котором осевая нагрузка создается пружиной 1. Недостатком указанного стенда является то, что с его помощью невозможно имитировать различную жесткость буриль ной колонны. Известен стенд для испытания опор под действием радиальных вибрационных нагрузок, включающий ударные головки с ре1 улируемым вылетом Указанный стенд не позволяет имитировать влияние жесткости бурильной и стенок скважины на работу опоры шарошечного долота. Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому результату к предлагаемому является стенд для исследова- ния опор шарошечных долот, включающий станину, на которой установлен механизм радиального нагружения модели опоры долота, выполненный из охватывающей модель шарошки обоймы с выступающими наружу роликами и рамы с ударной головкой для взаимодействия с роликами, а также стойки, на одной из которых установлен механизм осевого нагружения модели опоры долота, связанный с обоймой, а на другой - оправка, связанная с мо-. делью цапфы 3 j. Недостаток указанного стенда состоит в том, что модель цапфы связана с оправкой неподвижно, а это не позволяет имитировать влияние бурильной колонны различной жесткости на работу опоры долота. Кроме того, стенд не позволяет имитировать влияние стенок скважины на работу опоры долота со смещенными осями. Цель изобретения - более полная имитация силового воздействия бурильной колонны и забоя на опору долота. Поставленная цель достигается тем, что стенд для исследования опор шароше ных долот имеет элементы, имитирующие стенки и забой скважины, выполненные в виде головок, установленных на раме с возможностью регулируемого выдвижения для взаимодействия с роликами обоймы, а связь оправки с моделью цапфы обеспечивается пружиной, которая соедин Hia с оправкой с помощью разрезной втул ки, установленной на оправке и имеющей внутренйюю резьбу, в которой расположе ны витки пружины. На фиг. 1 изображена схема стенда; на фиг. 2 - разрез -А-А на фиг. 1. Стечд содержит станину 1, на которой смонтированы передняя стойка 2, задняя стойка 3, механичзм радиального нагружения 4. На задней стойке 3 установлен механизм осевого нагружения 5, а на передней стойке - оправка 6, к которой через пружину 7 прикреплена модель цапфы долота 8. Витки пружины 7 расположены во внутренней резьбе разрезной втулки 9, которая охватывает снаружи пружину и оправку. Шаг резьбы соответствует шагу пружины 7 в свободном состоянии. Один конец пружины с частью витков закрепляется между оправкой 6 и втулкой 9 при помощи болтов 1О, этими же болтами все крепится к передней стойке 2. Модель игарошки 11 надета на модель цапфы 8 и входит в обойму 12, по периферии которой снаружи расположены ролики 13, выступающие за наруишый диаметр обоймы на 1-1,5 мм. Снизу ролики 13 контактирую с ударной головкой 14, установленной на механизме радиального нагружения 4, В зоне расположения рсжиков 13 на раме ударной головки 14 расположены дополнительные головки 16, имитирующие стенки и забой скважины. Расстояние мадлу роликами 13 и головками 16 регулируется при помощи, винтов 17, Обойма 12 связана с приводом 18 при помощи эластичной муфты 19 И клиноремен- ной передачи 2О. Стенд работает следующим образом, Вращение от привода 18 через клиноременную передачу 20 и эластичную муф ту 19 передается на обойму 12, которая вместе с моделью щарошки 11 вращается на модели цапфы 8, При помощи механизма осевого нагружения 5 создают осевую нагрузку, которая через упорный подшипник и обойму 12 передается на модель опоры долота. Затем при помощи механизма радиального нагружения 4 создают радиальную ударную нагрузку, которая через ударную головку 14, обойму 12 и выступающие из нее ролики 13 передается на модели шарошки 11 и цапфы 8, Выступающие из обоймы 12 ролики 13 при обкатке обоймы по ударной головке 14 придают радиальной нагрузке ударный характер, В качестве приводов радиального 4 и осевого 5 нагружения могут применяться гидроцилиндры, что позволит плавно регулировать величину нагрузок. Под действием вращения и приложенных нагрузок обойма 12 ударяется о головки 16, расположенные по периферии обоймы 12, В осевом направлении, благодаря пружине 7, величина нагрузки также изменяется. Изменяя свободный вылет пружины 7 при помощи втулки 9, количество, расположение и величину зазора между головками 16 и роликами 13, можно более полно имитировать при исследованиях работу опоры долота. Применение стенда позволит проводить исследования опор долот на надежность и долговечность в условиях, приближенных к реальным, Формула изобретения 1.Стенд .для исследования опор шарошечНых долот, включающий станину, на которой установлен механизм радиального нагружения модели опоры долота, выполненный из. охватывающей модель шарошки обоймь с выступающими наружу роликами И jpaMbi с ударной головкой для взаимодействия с роликами, стойки, на одной из которых установлен ме.ханизм осевого нагружения модели опоры долота, связанный с обоймой, а на другой оправка, связанная с моделью цапфы долота, отличающийся тем, что, с целью более полной имитации силового воздействия бурильной колонны и забоя на опору долота, он имеет элементы, имитирующие стенки и забой скважины, выполненные в вице головок, установленных на раме с возможностью регулируемого выдвижения для взаимодействия с роликами обоймы, а связь оправки с моделью цапфы выполнена в виде пружины. 2,Стенд по п, 1, отличающийся тем, что, с целью регулирования жесткости пружины, связь ее с

оправкой выполнена-в виде разрезной втулки, Которая установлена на оправке и имеет внутреннюю резьбу, в которой расположёны витки пружины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 1О7215, кн. & 01 М 13/00, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР

Nb 5О5927, кл. Q 01 М 13/О4, 1974.3.Бабаев С. Г. и др. Установка для исследования опор шарошечных долот,

Нефтепромысловое машиностроение, ЦИНТИХИМнефгемаш, М., 1966, , с. 15, (прототип)..

б Р /2.

13

/J/ ipui.l

тг

V(

} .- г

i ,, г - ;

.. .. . 692967

//

.2