Промывочный узел бурового долота

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Стопорное кольцо выполнено с выступами, расположенными на нижнем торце кольца и смещенными от наружной боковой его поверхности в сторону центра на величину не менее глубины кольцевой расточки гнезда. Фиксатор кольца соединен с одним из выступов с возможностью осевого перемещения, причем свободный конец фиксатора установлен с возможностью взаимодействия с другим выступом при сжатии стопорного кольца. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного узла, улучшении его гидродинамики, сохранении надежности его работы, повышении эффективности работы долота в целом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой, превышающей двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип-паз», и размещенное между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. E21B 10/18, 1985 г.).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости и увеличением радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда из-за увеличенной толщины кольцевой канавки.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором (см. авт.св. СССР №1601310, кл. E21B 10/18, 1990 г.)

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования фиксатора в виде выступа на верхнем торце стопорного кольца, предотвращающего выдавливание насадки из гнезда корпуса.

К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.

В связи с вышеизложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.

Указанный технический результат решается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, согласно изобретению стопорное кольцо выполнено с выступами, расположенными на нижнем торце кольца и смещенными от наружной боковой его поверхности в сторону центра на величину не менее глубины кольцевой расточки гнезда, при этом фиксатор кольца соединен с одним из выступов с возможностью осевого перемещения, причем свободный конец фиксатора установлен с возможностью взаимодействия с другим выступом при сжатии стопорного кольца

Дополнительными признаками изобретения, служащими достижению поставленного технического результата, является также и то, что:

- фиксатор выполнен в виде резьбового штифта, размещенного в каналах, выполненных в выступах стопорного кольца, при этом один из каналов выполнен с резьбой под штифт, а другой канал выполнен глухим и без резьбы.

Такое выполнение промывочного узла позволяет, при одновременном улучшении гидродинамических характеристик промывочного узла и сохранении высокой надежности его работы, упростить его монтаж и демонтаж

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в разрезе; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1) с каналом 2 для подачи очистного агента, гнездо 3 под насадку 4, кольцевую расточку 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. При этом корпус стопорного кольца 6 выполнен с выступами 9, расположенными на его нижнем торце и смещенными от наружной боковой его поверхности 10 в сторону центра на величину не менее глубины b кольцевой расточки 5 гнезда 3. Фиксатор 8 разрезного кольца 6, выполненный в виде стержня, соединен с одним из выступов 9 с возможностью осевого перемещения, например, посредством резьбы. При этом свободный конец фиксатора 8 установлен с возможностью взаимодействия с боковой стенкой другого выступа 9 в случае сжатии стопорного кольца 6.

Предусмотрен вариант выполнения фиксатора 8 в виде резьбового штифта, размещенного в каналах, выполненных в выступах 9 стопорного кольца 6, при этом один из каналов 11 выполнен с резьбой под штифт, а другой канал 12 выполнен глухим и без резьбы. В этом случае свободный конец резьбового штифта взаимодействует с дном безрезьбового канала 12 другого выступа 9.

Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6, устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и фиксируют его от радиального сжатия фиксатором 8. В случае использования в качестве фиксатора 8 резьбового штифта последний ввинчивают в канал 11 выступа 9 до контакта с боковой поверхностью 10 второго выступа 9. Учитывая, что выпадение стопорного кольца 6 возможно только при его сжатии до диаметра не менее диаметра гнезда 3, необходимо создать условия, препятствующие этому. В предложенном устройстве во всех случаях это достигается тем, что фиксатор (штифт) 8 своим торцом входит в контакт с боковой стенкой второго выступа 9 или с дном канала 12 и препятствует сжатию стопорного кольца 6, а следовательно, и уменьшению его диаметра.

Таким образом, использование фиксатора 8 исключает возможность сжатия стопорного кольца 6 и тем самым предотвращает вероятность выпадения насадки 4 из гнезда 3, вызываемой радиальной составляющей осевого усилия от перепада давления промывочной жидкости на насадке 4. Радиальная составляющая осевого усилия возникает из-за наличия монтажных допусков и неточности изготовления как самого стопорного кольца 6, так и кольцевых расточек 5 под него. Использование глухого канала 12 целесообразно при бурении по трещиноватым породам, разрушение которых сопровождается сильной вибрацией.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, улучшает гидродинамику промывочного узла и сохраняет надежность его работы, повышая тем самым эффективность работы долота в целом.

1. Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, отличающийся тем, что стопорное кольцо выполнено с выступами, расположенными на нижнем торце кольца и смещенными от наружной боковой его поверхности в сторону центра на величину не менее глубины кольцевой расточки гнезда, при этом фиксатор кольца соединен с одним из выступов с возможностью осевого перемещения, причем свободный конец фиксатора установлен с возможностью взаимодействия с другим выступом при сжатии стопорного кольца.

2. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде резьбового штифта, размещенного в каналах, выполненных в выступах стопорного кольца, при этом один из каналов выполнен с резьбой под штифт, а другой канал выполнен глухим и без резьбы.