Герметизирующий узел опоры шарошечного долота

 

Изобретение относится к конструкциям шарошечных буровых долот, применяемых для проходки глубоких скважин на нефть и газ. Герметизирующий узел опоры шарошечного долота, содержит цапфу, шарошку, неподвижно закрепленное на цапфе тарельчатое уплотнение, кольцевое уплотнение и эластичный элемент. Тарельчатое уплотнение выполнено обрезиненным, а кольцевое уплотнение выполнено металлическим и плавающим. Плавающее кольцевое металлическое уплотнение контактирует через эластичный элемент с тарельчатым обрезиненным уплотнением. Создается надежная герметизация опор долота. 1 ил.

Изобретение относится к конструкции опоры шарошечного бурового долота.

Известно буровое долото, в котором полость шарошки герметизирована тарельчатым уплотнителем. Это уплотнение закреплено на цапфе и снабжено опорным и пружинными кольцами [1].

Недостатком такой системы герметизации опоры долота является наличие дополнительной пары трения, образованной опорным кольцом. Такое конструктивное решение обеспечивает только один уровень герметизации опоры долота и приводит к более интенсивному износу тарельчатого уплотнения, особенно в условиях высокооборотного бурения.

Известно также буровое шарошечное долото, в котором полость шарошки герметизирована тарельчатым уплотнением, контактирующим с металлическим кольцом, выполняющим роль сепаратора роликового подшипника. При этом контактирующие поверхности сепаратора и шарошки герметизированы дополнительным эластичным кольцом [2].

Недостатком такой системы герметизации опоры долото является наличие двух дополнительных пар трения кольцевого сепаратора. Несмотря на снижение скорости скольжения вдвое, наличие двух дополнительных пар трения снижает надежность конструкции опоры долота. Причем, принятое конструктивное решение также как и в предыдущем примере, обеспечивает только один уровень герметизации опоры долота.

Задача, стоящая при создании системы герметизации, состоит в разработке устройства, обеспечивающего высокую надежность работы опоры долота.

Техническим результатом изобретения является создание двух уровней герметизации опоры долота с использованием двух пар трения.

Изобретение позволяет достигнуть результата, удовлетворяющего проблеме создания надежной герметизации опор долота, которая длительное время остается важной и актуальной.

Сущность изобретения заключается в том, что герметизирующий узел опоры шарошечного долота, содержащий цапфу, шарошку, неподвижно закрепленное на цапфе тарельчатое уплотнение, кольцевое уплотнение и эластичный элемент, отличающийся тем, что тарельчатое уплотнение выполнено обрезиненным, а кольцевое уплотнение выполнено металлическим и плавающим, при этом плавающее кольцевое металлическое уплотнение контактирует через эластичный элемент с тарельчатым обрезиненным уплотнением.

На основании изложенного выше следует вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже показан фрагмент шарошечного долота с герметизирующим узлом. Герметизирующий узел состоит из цапфы 1, шарошки 2, обрезиненного тарельчатого уплотнения 3, поджимного эластичного кольца 4 и дополнительного кольцевого плавающего металлического уплотнения 5.

В процессе работы долота шарошка 2 вращается по цапфе 1, на наружной поверхности которой плотно закреплено обрезиненное тарельчатое уплотнение 3, образующее одну пару трения с шарошкой и первый уровень герметизации опоры долота. Одновременно с обрезиненным тарельчатым уплотнением 3 за счет эластичного элемента 4 вращается дополнительное плавающее кольцевое металлическое уплотнение 5, образующее также одну пару трения с шарошкой 2 и создающее второй уровень герметизации опоры долота. Таким образом, при минимальном количестве пар трения создается двухуровневая система герметизации опоры шарошечного долота, что значительно повышает степень надежности работы долота.

В зависимости от выбранных параметров бурения двухуровневая система герметизации опоры шарошечного долота позволяет увеличить стойкость долота, проходку на долото и механическую скорость, как при роторном, так и при турбинном способе бурения скважин на 12 - 15%.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 2019669, кл. E 21 B 10/22. Заявлено 26.09.90.

2. Авторское свидетельство СССР N 794154, кл. E 21 B 10/22. заявлено 08.06.78.

Формула изобретения

Герметизирующий узел опоры шарошечного долота, содержащий цапфу, шарошку, неподвижно закрепленное на цапфе тарельчатое уплотнение, кольцевое уплотнение и эластичный элемент, отличающийся тем, что тарельчатое уплотнение выполнено обрезиненным, а кольцевое уплотнение выполнено металлическим и плавающим, при этом плавающее кольцевое металлическое уплотнение контактирует через эластичный элемент с тарельчатым обрезиненным уплотнением.

РИСУНКИ

Рисунок 1