Шарошечное долото для вращательного бурения Советский патент 1980 года по МПК E21B10/22 B22F3/26 

1

Изобретение относится к буровой . технике, в частности к шарошечным долотам для вращательного бурения.

Известно шарошечное долото, содержащее рабочую часть шарошек и опорные элементы, причем опора состоит из замкового шарикового подшипника, .конического роликового подшипника и конического подшипника с цилиндрическими роликами

Недостатком этого долота является то, что используемая в нем подшипниковая система -обладает неудовлетворительными эксплуатационными свойствами в условиях вращательного бурения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является шарошечное долото, содержащее три хвостовика, .образующие в сборе долото, нижний конец каждого из которых выполнен в виде иапфы, в которой установлена рабочая часть с режущими элементами, и подшипниковую систему, включающую подшипники скольжения и качения

; Недостаток этого долота - невысокий срок службы подшипниковой системы и долота.

Цель изобретения - повышение срока службы доЛота.

Поставленная цель достигается тем, что подшипниковая система выполнена

5 в виде ряда шарикоподшипников, опорного и направляющего подшипйиков и упорной пластины, причем опорный и направляющий подшипники и упорная пластина выполнены из спеченного материала на основе железа, пропитанного одним из материа1лов, выбранным из группы: серебро, сплав серебра, баббит.

На фиг. 1 изображено шарошечное

15 долото, общий вид; на фиг. 2 - треть долота вместе с подшипниковой.системой .

Шарошечное долото струйного типа включает кокжус 1, имеющий верхнюю

20 резьбовую часть 2 для соединения долота с нижним концом вращающегося бурового ряда (не показан). На кор- . пусе имеются три практически идентичных кронштейна 3, причем на фиг. 1

25 показаны два из них. Три конусные коронкГи 4 образуют рабочую часть с режущими элементами 5 и установлены с возможностью вращения на трех подшипниковых цапфах, установленных на кронштейнах. Каждая из коронок

содержит режущие элементы на своей внешней поверхности, которые предназ начены для разрушения породы, Режу,щие элементы представлены в виде вставок из карбида вольфрама или fe виде стальных зубьев.

Долото включает в себя центральный канал б, проходящий вдоль центральной оси корпуса, для пропускания бурильного раствора в верхней части бурового ряда через коронкиТ

Нижняя часть каждого из кронштейнов образует цапфу 7, на которой установлен стакан 8 коронки.

Подшипниковая система включает ря шарикоподшипников 9, удерживающих стакан коронки на цапфе. Шарикоподшипники вставлены через отверстие 10 в каждом кронштейне и в это отверстие помещена вставка 11. В каждом из кронштейнов и в цапфе выполнен канал 12 для подведения смазки из резервуара 13 для смазки. Дополнительные каналы 14-16 служат для подачи смазки к отверстию 10 и к подшипникам. Для удержания смазочной жидкости в резервуаре 13 на кронштейне смонтировала крышка 17 таким образом, что канал 18 соединяет внутреннюю полость резервуара 13 с внешней стороной долота. Гибкая диафрагма 19 служит для удержания смазочной жидкости и одновременно обеспечивает компенсацию колебаний давления.Гибкая прокладка 20 контактирует со ста каном 8 и обеспечивает герметизацию между стаканом и цапфой, предотвращая потери смазки и загрязнение ее материалами скважины.

На внутренней поверхности стакана расположены втулка 21 опорного подшипника и втулка 22 направляющего подшипника. На дне стакана установлена упорная пластина 23. Втулки 21 и 22, а также пластина 23 установлены в стакане по тугой посадке. Трущиеся поверхности втулок и упорной пластины имеют участки с чередованием износоустойчивого материала и ма.териала, устойчивого к механической коррозии.

Втулки 21 и 22 Иупорная пластинка 23 выполнены из спеченного материала на основе железа (низкоуглеродистая никелевая сталь или нержавею щая,сталь), пропитанного серебром, сплавом серебра (.85% серебра и 15% мар ганца) или баббитом. Материал подшипниковых втулок 21 VI 22 к упорной .пластины имеет повышенную износостойк ость (высокую твердость в co-i четании с высокими антифрикционными свойствами).

Долото работает следующим образом.

При работе долото подсоединяют в качестве нижнего элемента ряда бурильных штанг и опускают в буровую скважину до тех пор, пока конические коронки (резцы) 4 не коснутся дна бу ровой скважины. Коронки вращаются в соответствующих цапфах 7. Бурильный раствор проходит вниз по внутреннему каналу бурильных штанг и подается по центральному каналу 6 долота, проходя через сопло к дну буровой скважины, а затем вверх в кольцевое пространство.

В условиях работы долото подверS гается воздействию высоких давлений, температуры и коррозионной среды.Выполнение в подшипниковой системе долота элементов подшипников из спеченного антифрикционного материала Q позволяет снизить тепловьщеление и увеличить коррозионную стойкость элементов подшипников и в соответствии с этим повысить срок службы долота.

Так,из партии долот предложенной конструкции выход.из строя составляет 6,1%, в то время как из такой же партии долот известной крнструкции выход долот из строя составляет 30,2%.

Формула изобретения

Шарошечное - долото для вращательного бурения, содержащее рабочую часть

5 с режущими элементами, установленную с возможностью вращения на цапфах кронштейнов с помощью ..подшипниковой системы, отличающееся тем, что, с целью повышения срока

0 службы долота, подшипниковая система выполнена в виде ряда шарикоподшипников , опорного и направляющего подшипников и упорной пластины, причем опорный и направляющий подшипники и .упорная пластина выполнены из спеченного материала на основе железа, пропитанного одним из материалов, выбранным из группы: серебро, сплав серебра, баббит.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Гришин Г.П., Янкелевич Л.А, Результаты испытаний опытных шарошеч- ных долот в производственных условиях. - Сборник трудов ВНИИТС Твердые сплавы. М,, Металлургия, 1969. 8, с, 59-61.

2.Патент США -2595903, кл. 308-82, опублик. 1952.