Буровое шарошечное долото
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСжБЛИК (19) (11) (g1) а Е 21 В 1О/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0 050-0 070
do р 1
У °
Π040 — 0 060.
Э
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3680062/22-03 (22),06 . 10. 83 (46) "07,05.86 Бюл. N - 17 (71) Московский ордена Октябрьской
Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промьппленности им. И.M.Ãóáкина (72) В.Н.Виноградов, Н.А.Жидовцев, Э.С.Гинзбург, А.В.Браженцев, Г.И.Матвеев и Т.А.Илык (53) 622.24.051.55 (088 ° 8) (56) Корнеев К.Е., Палий П.А. Буровые долота.-М.: Недра, 1965, с,14.
Авторское свидетельство СССР
У 184202, кл. Е 21 В 10/16, 1 965. (54)(57) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, "одержащее шарошки, установленные на цапфах лап посредством замкового шарикоподшипника и двух роликовых подшипников, один из которых конический, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, С целью повышения его надежности в работе, оба роликовых подшипника выполнены коническими, при этом замковый шарикоподшипник размещен между ними, а отношение диаметров наибольших торцов коническйх роли-. коподшипников у основания цапфы d (мм) и концевых конических подшипников d (мм) к диаметру долота Ь
K (мм) находится в пределах
12?9297
= 0,040 — 0,060, Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции породоразрушающего инструмента — шарошечного долота, предназначенного для бурения скважин в нефтяной, газовой и горнорудной промьппленности, Цель изобретения — повышение надежности работы долота.
На чертеже представлена -секция буровоrо долота.
Секция 1 бурового долота содержит установленные на опорах цапфы 2 шарошки 3, а опора выполнена в виде совокупности концевого роликового подшипника 4, замкового шарикового 5 н роликового конического 6 подшипников.
При работе долота как осевая, так и радиальная составляющие нагрузки воспринимаются всеми подшипниками (4-6), что позволяет равномерно распределить нагрузки по телу шарошек 3 и исключить их раскалывание, не прибегая к увеличению толщины стенок гарошек. Кроме того, данная схема, позволяет увеличить габариты подшипников за счет согласованности очертания ее подшипников с конической конфигурацией шарошек, Наконец, появляется возможность уплотнения цапфы 2 в наиболее опасном сечении — . у ее основания за счет увеличивающегося у основания цапфы диаметра конической беговой дорожки.
Оптимальное распределение нагрузки между подшипниками в процессе бурения достигается в том случае, если выдерживаются следующие соотношения зависимости:
0 050 — Π070
do
II в s где D — диаметр долота,мм; д,d„- соответственно диаметры наибольших торцов роликов конического подшипника у основания цапфы и концевого конического подшипника.
Указанное соотношение можно обосновать следующим образом.
Основным критерием работоспособности в подшипниковой промышленности принята динамическая грузоподъемность С, кН: Ун н4 ". /гr
С = f (f-cosy) Z: d для конического роликового подшипника, где 1, d — рабочая длина и диаметр наибольшего торца ролика, мм;
Z — число роликов;
Ж вЂ” угол контакта в подшипнике, град;
d созвав
f = — —,--- — коэффициент, зависящий от геометрии, точности изготовления и материала подшипника, мм, где d — средний диаметр подшипника, мм.
8 табл. 1 и 2 приводятся значения динамической грузоподъемности по отношению к радиальной С и осевой С нагрузкам различных вариантов роликовых подшипников с соотношением
0 037-0 074 для долот Ф
0 t
Э вЂ” 139,7 мм„
Иэ табл. 1 и 2 видно, что для большого конического роликового под30 шипника оптимальное соотношение
D лежит в пределах 0 053 — 0,067, а для концевого — 0,037 — 0 057.
За пределами указанных соотноше35 ний в сторону их увеличения происходит уменьшение углов контакта конических подшипников до значений, когда происходит эаклинивание шарошек на цапфах, поскольку специфические
40 условия работы подшипников долота отличаются высокой динамичностью нагрузки (К = 1,5-3,0) высоким уровнем осевой нагрузки по отношению к радиальной (около 807). м За пределами указанных оптимальных соотношений в сторону их уменьшения угол контакта становится слиш50 ком большим. При этом образующие беговых дорожек конических подшипников в шарошке — в ее нижней части, т.е. в рабочей зоне, занимают горизонтальное положение, в результате чего шарошки теряют способность к переме55 щенню вдоль оси цапфы под действием реакции забоя по мере износа конических подшипников, т.е. теряют способность к выбиранию люфтов в процессе
1229297 износа. Кроме того, в этом диапазоне соотношений диаметр применяемых конических роликов оказывается меньше половины их длины, а это сопровождаТаблица 1
Варианты большого конического роликового подшипника
< Показател
2 3 4 5 6
0,037 0,046 0 053 0,060
0,067
0,074
d,,ìì
5,2
8,35
9,4
10 4
3259
2059
3470.
2994
2041
С0
1857 1825
1394
Т а блица 2
Варианты концевого конического роликового подшипника
Показатели
1 2
5,2
5,8
7,0
8,0
9,0
0,037
0,042 0,050
1907 2268
1024 1042
0,057
0,065
1786
2045
2029
1053
779
710
Составитель С.Денисова
Техред М.Ходанич Корректор А. Тяско
Редактор С.Лыжева
Заказ 2425/26
Тираж 548 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 к
Е
6,4 7,5
2602 30201995 1920 ется в условиях отсутствия сепараторов в подшипниках и перекосов роликов их аварийным раскалыванием поперек.
