Наддолотный лубрикатор Советский патент 1980 года по МПК E21B9/08 

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к наддолотным лубрикаторам для смазки опор шарошечных долот в процессе бурения.

Известен наддолтный лубрикатор, содержаший корпус резервуар для смазки и Подпружиненный поршень для подачи ее через систему смазкоподводящих каналов к опорам шарошечного долота 1.

Недостатком данного лубрикатора является неравномерная подача смазки в опоры долота вследствие уменьшения давления поршня на смазку по мере расжатия пружины при оперожнении резервуара.

Наиболее близки.м к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является наддолотный лубрикатор, содержащий корпус, резервуар для вмещения смазочного материала и устройство для подачи его через систему смазкоподводящих каналов к опорам шарошечного долота за счет энергии сжатого воздуха 2.

В этом лубрикаторе обеспечивается постоянное давление на смазку в процессе работы долота. Недостатком его является то, что

давление воздуха передается на всю находящуюся в резервуаре смазку, в результате чего последняя непрерывно прокачивается через опоры долота со значительной скоростью и выходит из них практически неотработанной. Это приводит к неоправданно большему, чем требуется по условиям смазки и охлаждения нагруженных подшипников, расходу смазочного материала и быстрому опорожнению всего объема резервуара.

Целью изобретения является уменьшение расхода смазочного материала путем порционной подачи его к опорам долота.

Это достигается тем, что устройство для подачи смазочного материала выполнено из поршневого насоса и поршневого пневматического двигателя с управляющим устройством для перевода работы насоса из всасывающего режима в нагнетательный и обратно, при этом рабочая полость насоса сообщена с резервуаром и смазкоподводящими каналами через встречно направленные клапаны. Кроме того, поршни насоса и пневматического двигателя закреплены на одном штоке и расположены в смежных

полостях цилиндра, образованных перегородкой, а управляющее устройство выполнено из золотникового распределителя, предназначенного для попеременного сообщения полостей пневматического двигателя через выполненную в корпусе систему каналов с внутренней полостью бурового става и с затрубным пространством, и рычажно-кулачкового механизма, рычаг которого кине-. матически связан со щтоком насоса и пневматического двигателя, а его кулачки установлены с возможностью попеременного

взаимодействия с золотниковым распределителем для перевода его в конечные положения. С целью исключения остановки рычажно-кулачкового механизма в нейтральном положении, он имеет толкатель в виде подпружиненного ролика, а на контактирующей с ним поверхности кулачка выполнен выступ.

На фиг. 1 изображен наддолотный лубрикатор, общий, вид, в разрезе; на фиг. 2 сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 1; ид фиг. 4 - сечение В - В на фиг. 1; на фиг. 5 - рычажнокулачковый механизм (узел I на фиг. 1) в увеличенном масщтабе.

Наддолотный лубрикатор содержит корпус 1 с системой смазкоподводящих кана-, лов 2, резервуар 3 для вмещения смазочного материала и устройство 4 для подачи этого материала к опорам долота.

Корпус 1 состоит из наружной трубы 5, соосно установленной в ее нижней части внутренней трубы 6, верхней 7 и нижней 8 крыщек. На наружной поверхности трубы 6 вь1полнены продольные пазы, которые вместе с внутренней поверхностью трубы 5 образуют систему смазкоподводящих каналов 2.

Резервуар 3 расположен в верхней части корпуса 1 между верхней крышкой 7 и устройством 4.

Устройство 4 для подачи смазочного материала к опорам долота размещено в верхней части внутренней трубы 6 и выполнено из порщневого насоса 9 и порщНевого пневматического двигателя 10 с управляющим устройством 11 для перевода работы насоса из всасывающего режима в нагнетательный и обратно. Порщни 12 и 13 соответственно насоса и пневматического двигателя закреплены на одном щтоке 14 и расположены в смежных полостях цилиндра, образованных стаканами 15 и 16, перегородкой 17 и крыщкой 18.

Насос 9 имеет одну рабочуйэ поЛость «а, которая сообщена с резервуаром 3 и смазкоподводящими каналами -2 через встречно направленные обратные клапаны 19 и 20 соответственно.

Пневматический двигатель 10 имеет три рабочие полости «б, «в и «г, причем полости «б и «г соединены в одну каналом 21, выполненным в щтоке 14. Рабочие полости пневматического двигателя могут сообщаться либо с внутренней полостью бурового става, либо с затрубным пространством. Для этого устройство 4 снабжено

системой каналов, из которых каналы 22 сообщают с внутренней полостью бурового става полость «в, а каналы 23 - полости «б и «г. Сообщение указанных полостей с затрубным пространством осуществляется

через каналы 24, отверстие 25 в трубе б и соосно расположенное с ним отверстие 26 в трубе 5.

Управляющее устройство 11 выполнено из золотникового распределителя 27 и рычажно-кулачкового механизма 28, смонтированных на кронщтейне 29, который жестко прикреплен к корпусу устройства 4.

Золотниковый распределитель установлен в пазу кронщтейна и прижат к торцу корпуса устройства 4 фиксатором 30, представляющий собой подпружиненный щарик. Золотниковый распределитель 27 служит для попеременного сообщения с затрубным пространством рабочих полостей пневматического двигателя 10 путем соединения

каналов 24 либо с каналами 22 (полость «в), либо с каналами 23 (полости «б и «г). Рычажно-кулачковый механизм 28 установлен в кронщтейне 29 на оси 31, причем его рычаг 32 входит в проущину 33 щтока 14, а кулачки34 и 35 имеют возможность при

повороте механизма вокруг оси 31 попере менно взаимодействовать с золотниковым распределителем 27 для перевода последнего в. конечнь1е положения. Рычажно-кулачковый механизм имеет толкатель в виде подJ пружиненного ролика 36, с профилированной поверхностью которого контактирует снабженный выступом кулачок 37.

Герметизация неподвижных соединений наддолотного лубрикатора осуществляется . с помощью уплотнительньгх манжет (колец) 38, а подвижных соединений - с помощью уплотнений 39 воротникового типа.

Для пропуска через лубрикатор воздуха,

идущего на продувку скважины, в верхней

крыщке 7 и корпусе устройства 4 выполнены

сквозные отверстия, соединенные между

собой патрубками 40.

В верхней части резервуара 3 имеется

заправочное отверстие 41, которое после

заправки резервуара смазочным мр- ериалом

0 заглущается пробкой 42.

Работа наддолотного лубрикатора осуществляется следующим образом.

Если золотниковый распределитель 27 занимает крайнее положение, при котором он замыкает каналы 23 и 24, то рабочая полость «в пневматического двигателя оказывается сообщенной с внутренней полостью буровЬго стпава, а полости «б и «г, соединенные между собой каналом 21 в щтоке 14, с затрубным пространством. В процессе бурения давление воздуха, идущего на продувку скважины, передается по каналу 22 в полость «в, и поршни 12 и 13 вместе со штоком 14 вследствие разности давлений внутри лубрикатора и в затрубном пространстве начинают смещаться вниз, стравливая воздух из камер «б и «г по каналу 2.1, каналу 23, глухому пазу в золотниковом распределителе 27, каналу 24, отверстиям 25 и 26 в затрубное пространство. При этом в рабочей полости «а насоса создается разрежение, за счет чего в нее через открбгтый обратный клапан 19 из резервуара 3 начинает поступать смазочный материал (клапан в этот момент закрыт). Одновременно шток 14 пртл своем движении перемещает входящий в его проушину 33 рычаг 32 рычажно-кулачкового механизма 28, вызывая тем самым вращение последнего вокруг оси 31. В свою очередь вращение механизма 28 (в рассматриваемом случае против часовой стрелки) приводит к потере контакта его кулачка 34 с золотниковым распределителем и вступлений в этот контакт его ,же кулачка 35. Под действием усилия, передаваемого кулачком 35, золотниковый распределитель начинает смещаться в пазу кронштейна 29 в другое крайнее положение.

В это же самое время кулачок 37 механизма 28, взаимодействуя своим выступом С профилированной поверхностью ролика 36, отжимает, преодолевая сопротивление пружины, толкатель. Ширина проущины 33 выбирается такой, чтобы ход штока обеспечил .переход рычажно-кулачкового механизма 28 через нейтральное положение, когда ось выступа кулачка 37 совпадает с осью толкателя. При переходе рычажно-кулачкового механизма через это положение к усилий) со стороны штока добавляется усилие со стороны подпружиненного ролика 36, что приводит к быстрому переходу золотникового распределителя в крайнее положение, при котором он замыкает каналы 22 и . В этом положении золотниковый распределитель стопорится фиксатором 30. В результате рабочие полости «б и «г пневматического двигателя 10 оказываются сообщенными с внутренней полостью бурового става, а рабочая полость «в - с затрубным пространством. Давление воздуха по каналу 23 передается в кайеру «г, а оттуда по каналу 21 в камеру «б. Под действием суммарного усилия порщни 12 и 13 вместе со щтоком 14 начинают перемещаться вверх, стравливая воздух из камеры «в в затрубное пространство по каналу 22, пазу в золотниковом распределителе 27, каналу 24, отверстиям 25, 26 и одновременно нагнетая смазочный материал из рабочей полости «а

насоса 9 через открытый клапан 20 в смазкоподающие каналы 2 и далее по кольцевому зазору 43 между торцами нижней крыщки 8 корпуса 1 лубрикатора и переходника 44, каналам 45 в переходнике 44 в опоры долота. 5 Обратный клапан 19 в этот момент закрыт. Шток 14 вновь заставляет перемещатться рычаг 32 рычажно-кулачкового механизма 28 вокруг оси 31, но уже в противоположную юторону (по часовой стрелке). В итоге

д золотниковый распределитель по описанной схеме занимает первоначальное положение, сообщив полость «в с внутренней полостью бурового става, а полости «б и «г - с затрубным пространством. Далее процесс засасывания смазочного материала из ре зервуара 3 и нагнетание его в опоры долота повторяется.

В случае необходимости смазочного материала через опоры долота может быть увеличен за счет исп ользованйя рабочей

0 полости «б пневматического двигателя в качестве второй рабочей полости насоса. Для этого канал 21 в штоке 14 заглущают, а полость «б сообщают через встречно направленные обратные клапаны с резервуаром и с смазкоподводящими каналами.

Такое выполнение наддолотного лубрикатора обеспечивает порционную подачу смазочного материала к опорам долота, что позволяет уменьшить расход этого материала при сохранении оптимальных условий

смазкй и охлаждения подшипников опор долота.

Формула изобретения

1.Наддолотный лубрикатор, содержащий корпус, резервуар для вмещения смазочного материала и устройство для подачи его через систему смазкоподводящих канаЛов к опорам шарошечного долота за счет энергии сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода смазочного материала путем порционной подачи его к опорам долота, устройство для подачи

5 смазочного материала выполнено из поршневого насоса и поршневого пневматического двигателя с управляющим устройством для перевода работы насоса из всасывающего режима в нагнетательный и обратно, при этом рабочая полост насоса сообщена с резервуаром и смазкоподводящими каналами через встречно направленные обратные клапаны.

2.Лубрикатор по п. 1, отличающийся i гем, что поршни насоса и пневматического двигателя закреплены на одном щтоке и

расположены в смежных полостях цилиндра, образованных перегородкой, а управл 1ющее устройство выполнено из золотникового распределителя, предназначенного для переменного сооб11:,ения полостей пневматического двигателя через выполненную в корпусе систему каналов с внутренней полостью бурового ст; а и с затрубным пространством, и рычажно-кулачкового механизма, рычаг которого кинематически связан со штоком насоса и пневматического дв/1гателя, а его кулачки установлены с возможностью попеременного взаимодействия с золотниковым распределителем для перевода его в конечные положения.

3. . .убрикатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью исключения остановки рычажно-кулачкового механизма в нейтральном положении, он имеет толкатель в виде подпружиненного ролика, а на контактирующей с ним поверхности кулачков выполнен выступ.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 242807, кп. Е 21 В 9/10, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 246429, кл. Е 21 В 9/10, 1968.

717272

ff-.б