Герметизированная опора шарошечного долота Советский патент 1981 года по МПК E21B10/22 

(54) ГЕРМЕТИЗИРОВАННАЯ ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО . ДОЛОТА

1

Изобретение относится к бурению .нефтяных и газовых скважин, в частности к шарошечным долотам.

Известна герметизированная опора, уплотиение которой состоит из упруго-удерживающего кольца, по крайней мере, с одним из ослабленных участков, к которому прикреплен упруго-- ластичиый кольцеобразный (тарельчатой формы) элемент. До монтажа упруго-удерживающее кольцо имеет внутренний диаметр меньше, чем диаметр инлнндрнческого бурта цапфы, на который устанавливается уплотнение. 11ри монтаже all счет деформации упругий эластичный материал выжимается, что обеспечивает зажнмающнй контакт с цилиндрической поверхностью бурта 111.

Наиболее близкой по технической сущ- 5 нести к изобретению является опора, уплотнение которой состоит из стопорного коль113 н отходящих от него тарельчатых пружин, соединенных резиновым кольцом, находящимся в скс.1ь:1ящем контакте с уплотняемой поверхностью. Уплотнение закреп- К ляется на одиой из двух относительно вращающихся уплотняемых деталях (цапфе нли шарошке) с ппм(и1ьк) попорного кольца иа прессовой насадке, а уснлие контакта обеспечивается деформацией тарельчатых пружин (2).

Недостатком такого техиического решеиня является наличие в уплотнении тарель-. чатых пружин, которые не могут обеспечить оптимальное контактное усилие в уплотняемом скользящем контакте опЬ|ры щарощки вследствие того, что их характеристика упругости в значительной степени зависит от ряда находящихся в пределах жесткнх допусков иа. изготовлеиие параметров: угла конуса пружины, ее толщины, твердости и др.

Цель изобретения - обеспеченне надежной герметизации опоры н, следовательно, повышение ее износостойкости за счет устранения вышеуказанных недостатков.

Эта цель достигается благодаря налнчию между уплотняемыми поверхностями цапфы и шарошки гермет)1зирующего узла, выполненного из эластичного материала, в котором в зоне скользящего контакта и в зоне неподвижного -контакта размещены пост ояииые - магниты, силовое притяжение которых направлено к уплотняемым поверх иостям.

Постоянные магниты выполнены в виде отдельных вставок, размещенных равномерно по. окружностям.

В теле цапфы установлены магниты, обращенные одноименными полюсами к магннтам, размещенным в зоне скользящего контакта. .

Постоянные магниты в гсмертизирующем узле соединены магнитопроводом.

На фиг. 1 показана секция бурового шарощечного долота с герметизирующим уз.лом опоры щарощки; на фиг. 2 - герметизирующий узел опоры щарощки, установленный неподвижно на цапфе; на фиг. 3 - то же, установленный неподвижно в щарощке; на фиг. 4 - то же, установленный неподвижно на цапфе, в которой размещен постоянный магнит; на фиг. 5 - то же, постоянные магннты которого соединены магнитопроводом; на фиг. 6-8 - варианты исполнения и размещения постояниых магннтов в герметизирующем узле опоры шарощки.

Примером конкретного выполнения является опора (см. фиг. I) с герметизирующим узлом 3, установленным между уплотняемыми поверхностями цапфы лапы I и шарошки 2.

В кольце 4 (фиг. 2), изготовленном из эластичного износостойкого материала, в зонах его наружного и внутреннего диа;,ieTpoB, соответствующих зонам скользяц ето 7 и иеподвижиого 8 коитактов, установлены постоянные магниты 5 и 6, выполненные в виде сплошных колец (фиг. 6), или отдельных вставок - сегментных (фиг. 7), или цилиндрических (фиг. 8). Контактное усилие может быть увеличино за счет уста-. новки в лапе цапфы постоянного магнита д (фиг. 4), обращенного одноименным полюсом к магниту, находящемуся в зоне скользящего контакта, а также за счет применения в герметизирующем узле магнитопровода 10 (фиг. 5).

В процессе работы уплотнительиая кромка герметизирующего узла в зоне скользящего контакта прижата с помощью магнита постоянным оптимальным усилием, которое не изменяется при колебаниях уплотняемого зазора, так как эти колебания компенсируются Эластичным кольцом.

благодаря этому уплотиительпая кромка сследует за уплотняемой поверхностью, тем самым обеспечивая герметичное ь подвижного соединения и возможность сохранения длительной работоспособности в расчетном режиме.

Для исключения возможиости проворачиваиия герметизирующего узла, силовое притяжение магиитов в зоне иеподвижиого контакта должно быть выще. чем в зоие скользящего контакта.- Указанные преимущества герметизирующего узла опоры щарощечиого долота по

сравнеиию с известными аиалогичными техническими решеииями позволят использовать его в опорах щарощек как для иизкооборотного. так и высокооборотного бурения. Годовой экоиомический эффект от использоваиия одиого долота составит

19,24 руб.

Формула изобретения

I. Герметизироваиная опора щарошеч

иого долота, включающая цапфу, щарошку и герметизирующий у.зел, выполненный из эластичного материала, установленный между уплотняемыми поверхностями цапфы и щарошки, имеющий скользящий и неподвижный контакты с уплотняемыми поверхностями, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежной герметизации опоры, в герметизирующем узле в зоне скользящего конTaKTij и в зоне неподвижного контакта размещены постоян.1ые магниты, силовое притяжение которых направлено к уплотняемым поверхностям.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг./

6

ФигЛ

Ю

Фиг. 5

Л-Л

Фиг. 6