Промывочный узел бурового долота
Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Техническим результатом является повышение надежности работы промывочного узла. Промывочный узел содержит корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка. В полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки. Узел снабжен стержневым фиксатором. Корпус и втулка выполнены с радиальными каналами под стержневой фиксатор. Боковая поверхность гнезда выполнена с кольцевой расточкой под фиксатор в рабочем положении. Стержневой фиксатор установлен в радиальном канале с возможностью продольного перемещения. Длина его больше глубины кольцевой расточки. Стержневой фиксатор может быть выполнен из двух телескопически соединенных частей, при этом часть стержня, расположенная со стороны, противоположной оси насадки, подпружинена относительно другой его части. Боковой стенка гнезда выполнена с продольным пазом, соединяющим радиальный канал под фиксатор с кольцевой расточкой. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту различного типа, а именно к их промывочным узлам.
Известен промывочный узел бурового долота, содержащий коноидальную насадку с уплотнительным элементом, закрепленные в канале корпуса бурового долота посредством стопорного пружинного кольца (см. справочник « Буровой инструмент», Масленников И.К., М., Недра, 1989 г., с.27).
К недостаткам данного промывочного узла следует отнести малую надежность, связанную с возможностью выдавливания пружинного кольца из гнезда канала под действием перепада давления на насадке. Наиболее часто это наблюдается при бурении шарошечными долотами, работа которых сопровождается сильной вибрацией, особенно при бурении по твердым и крепким трещиноватым породам.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки (см. авт.св. СССР №1073427, кл. Е21В 10/18, 1984 г.)
К недостаткам прототипа следует отнести малую надежность в работе, связанную с использованием в нем резьбового фиксатора для крепления элементов промывочного узла. Использование таких фиксаторов при бурении по трещиноватым породам может привести к их развинчиванию с последующим оставлением всех элементов промывочного узла на забое. Учитывая, что в настоящее время насадки в буровых долотах изготавливаются в большинстве случаев из твердого сплава, выпадение их на забой скважины может привести к выходу вооружения долота из строя с последующим возникновением тяжелых аварий.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности работы промывочного узла.
Поставленный технический результат достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки, согласно изобретению он снабжен стержневым фиксатором, корпус и втулка выполнены с радиальными каналами под стержневой фиксатор, а боковая поверхность гнезда - с кольцевой расточкой под фиксатор в рабочем положении, при этом стержневой фиксатор установлен в радиальном канале с возможностью продольного перемещения, а длина его больше глубины кольцевой расточки.
Решению поставленного технического результата способствует также и то, что:
- стержневой фиксатор выполнен из двух телескопически соединенных частей, при этом часть стержня, расположенная со стороны, противоположной оси насадки, подпружинена относительно другой его части.
- боковая стенка гнезда выполнена с продольным пазом, соединяющим радиальный канал под фиксатор с кольцевой расточкой.
Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид промывочного узла в разрезе; на фиг.2 - вариант выполнения промывочного узла; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - вариант выполнения стержневого фиксатора в увеличенном масштабе.
Промывочный узел бурового долота содержит корпус 1 с промывочным каналом 3 и гнездом 2, в котором установлены насадка 4 со ступенчатой наружной поверхностью, втулка 5 с ответной внутренней поверхностью и уплотнительный элемент 6, размещенный между верхним торцом втулки 5 и дном гнезда 2 с одновременным контактом с боковой стенкой гнезда 2 и наклонной боковой стенкой бурта 7 насадки 4. Другой уплотнительный элемент 8 размещен между ступенчатыми поверхностями насадки 4 и втулки 5. Корпус 1 и втулка 5 выполнены с радиальным каналами 9 и 10 и под стержневой фиксатор 11. Радиальный канал 10 во втулке 5 должен иметь длину, не менее суммарной длины фиксатора 11 и пружины 14 в сжатом положении. Фиксатор 11 предпочтительно выполнять в виде стержня с длиной больше глубины кольцевой расточки 12, выполненной на боковой поверхности гнезда 2. Кольцевая расточка 12 может быть соединена с радиальным каналом 9 корпуса 1 продольным пазом 13 для перемещения фиксатора 11. Последний устанавливается в радиальных каналах 9 и 10 с возможностью свободного перемещения под действием пружины 14, устанавливаемой на дне радиального канала 10 (фиг.1) или между двумя частями 15 и 16 фиксатора (фиг.4). Во втором случае одна часть 16 может быть жестко соединена с втулкой 5, а другая - 15 свободно перемещается в продольном направлении под действием пружины 14 в отверстии 18 неподвижной части 16.
Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. Собирают насадку 4 с уплотнительными элементами 6 и 8, совмещают радиальные каналы 9 и 10 в корпусе 1 и во втулке 5 и устанавливают стержневой фиксатор 11, длина которого выбирается таким образом, чтобы наружный его торец располагался заподлицо с дном продольного паза 13 или с наружной поверхностью втулки 5. При этом уплотнительный элемент 6 должен быть сжат, т.е совмещение радиальных каналов 9 и 10 корпуса 1 и втулки 5 возможно только при сжатом уплотнительном кольце 6. После установки стержневого фиксатора 11 и сжатия пружины 14, расточки 12 с наружным торцом фиксатора 11, последний под действием сжатой пружины 14 входит в кольцевую расточку 12 и блокирует дальнейшее перемещение втулки 5 вниз. Этому способствует и выполнение стержня 11 с длиной, превышающей глубину кольцевой расточки 12. Благодаря этому стержень 11 жестко фиксирует положение втулки 5 относительно корпуса 1 в рабочем положении. При этом, благодаря использованию насадки 4 с буртом 7 с наклонной боковой стенкой, взаимодействующей с уплотнительным элементом 5, перепад давления на насадке 4 будет создавать дополнительное осевое усилие, которое удерживает фиксатор 11 в блокированном положении. Для демонтажа промывочного узла предусмотрен радиальный канал 17, совмещенный с кольцевой расточкой 12. Путем ввода в канал 17 стержня фиксатор утапливается в радиальном канале 10 втулки 5 и при приложении соответствующего осевого усилия на втулку 5 уплотнительный элемент 6 сжимается и фиксатор 11 совмещается с радиальным каналом 9 корпуса. После этого стержень свободно извлекается и при необходимости насадка и все изношенные элементы промывочного узла заменяются на новые.
Таким образом, применение предложенного промывочного узла позволяет избежать разблокировки стопорного узла и тем самым повысить надежность его работы, а следовательно и долота в целом. Предложенный промывочный узел может быть использован как в шарошечных долотах, так и в долотах режущего типа.
1. Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором установлена насадка, а в полости между насадкой и корпусом размещены втулка со ступенчатой внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности насадки, и уплотнительное кольцо, контактирующее с дном гнезда и верхним торцом втулки, отличающийся тем, что он снабжен стержневым фиксатором, корпус и втулка выполнены с радиальными каналами под стержневой фиксатор, а боковая поверхность гнезда - с кольцевой расточкой под фиксатор в рабочем положении, при этом стержневой фиксатор установлен в радиальном канале с возможностью продольного перемещения, а длина его больше глубины кольцевой расточки.
2. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что стержневой фиксатор выполнен из двух телескопически соединенных частей, при этом часть стержня, расположенная со стороны, противоположной оси насадки, подпружинена относительно другой его части.
3. Промывочный узел бурового долота по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковая стенка гнезда выполнена с продольным пазом, соединяющим радиальный канал под фиксатор с кольцевой расточкой.
