Устройство для распределения нагрузки на шарошки долота

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнн

Социалистических республик (»>866106 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 09,03. 7б (21) 2333007/22-03 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

f51)N. Кл .

Е 21 В 9/10 (Ъоудзрствснный квинтет по делон изобретений и открытий

Опубликовано 23,09. 81 Бюллетень РЙ 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (53) УДК 622.24. . 051. 55 (088. 8) 172) Автор изобретения

А. В. Домаховский (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ

НА ШАРОШКИ ДОЛОТА

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для распределения нагрузки на шарошки долота.

Известно устройство для распредеS ления нагрузки на шарошки долота, которое встроено в долото, содержащее корпус и закрепленные в нем с возможностью осевого перемещения лапы с шарошками $11.

Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет распределять ю нагрузку между шарошками, но не обеспечивает распределения нагруз;и между элементами вооружения каждой отдельной шарошки, так как шарошки в этом случае могут перемещаться при распределении нагрузки только параллельно оси скважины. Это приводит к преждевременному износу как вооружения, так и опор шарошек. Кроме того, это устройство нельзя использовать применительно к долотам, представляю ,1 щим собой жесткую сварную конструкцив, т,е.. к долотам, которые нашли наибольшее распространение в горной промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату ,является устройство для распределения, нагрузки на шарошки долота, включающее два трубчатых элемента, конец одного из которых соосно с зазором расположен во внутренней полости другого, узел соединения упомянутых элементов, расположенную в зазоре между соединенными концами элементов упругую муфту и торцовую опору Г2).

Указанное устройство осуществляет распределение нагрузки не только между шарошками долота, но и между элементами вооружения внутри каждой шарошки вследствие того, что долото имеет возможность занимать положение равновесия за счет отклонения от оси скважины при неравномерном распределении нагрузки на шарошки.

8661

Недостатком известного устройства является малая надежность его работы. Объясняется это недостаточной прочностью узла соединения трубчатых элементов, выполненного из ,консольно закрепленных в наружном конце соединения пальцев, которые не расчитаны на передачу больших крутящих моментов, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что узел соединения выполнен из пальца, закрепленного с двух сторон в диаметрально противоположных отверстиях наружного конца соединения, и призматического.сухаря! установленного на пальце, при этом во внутреннем конце соединения выполнены диаметрально противоположные окна, в которых расположены концы сухаря.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. I на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. I.

Устройство для распределения нагрузки на шарошки долота содержит два трубчатых элемента 1 и 2, причем элемент 1 соединен с долотом 3, а элемент 2 — с буровым ставом (ие показан). Конец трубчатого элемента

2 соосно с зазором размещен во внутренней полости трубчатого элемента 1, образуя, соответственно, внутренний и наружный концы соединения, которые скрепляются между собой с помощью .пальца 4, закрепленного с двух сторон в диаметрально противоположных отверстиях 5 наружного, конца соединения (элемент 1), и установленного на пальце сухаря б, концы которого расположены в диаметрально противоположных окнах 7, выполненны:c во внутреннем конце соединения (элемент 2) .

Между сухарем 6 и пальцем 4 может быть помещен подшипник для уменьшения силы тренин.

В зазоре между соединенными концами элементов 1 и 2 размещена упругая муфта, 8, а в нижней части устройства — шарнирная торцовая опора состоящая из пяты 9, закрепленной йа нижнем торце внутреннего конца соединения, и подпятника !О, установленного в наружном конце соединения.

Окна 7 имеют ширину несколько большую ширины сухаря 6, что позволя. ет ему свободно входить в окна, а высота окон больше высоты сухаря на!

0 !

06 4 столько, чтобы сухарь мог беспрепятственно скользить по стенкам окон в плоскостях, перпендикулярных забою скважины, при отклонении оси долота от оси скважины. Взаимодействующие части сухаря 6 и стенок окон 7 имеют плоские поверхности. Сухарь снабжен каналом 11 с маслосборной воронкой, который выведен к трущимся поверхностям сухаря и пальца. В боковых стенках сухаря, заключенных между окнами 7 во внутреннем конце соединения, выполнены продольные пазы

l2 для уменьшения сопротивления движению продувочного (промывочного)агента.

Устройство для распределения нагрузки на шарошки долота работает сле" дующим образом.

В процессе бурс ния осевая нагрузка на долото 3 передается от трубчатого элемента 2, соединенного с буровым ставом, через пяту 9 и подпятник 10 шарнирной торцовой опоры и трубчатый элемент 1. Крутящий момент долоту передается от трубчатого элемента 2 через сухарь 6, палец 4 и трубчатый элемент 1. При качении по забою скважины, имеющего неровную поверхность, долото 3, оказавшис в какой-то момент одной или двумя шарошками на выступающих частях забоя и стремясь занять положение равновесия, отклоняется от оси скважины на некоторый угол, благодаря наличию шарнирной торцовой опоры и узла соединения трубчатых элементов, выполненного иэ пальца и установленного на нем призматического сухаря. В зависимости от того, в какой плоскости будут действовать отклоняющие силы, палец 4 может либо поворачиваться в сухаре на угол, .равный углу отклонения долота, либо отклоняться на тот же угол вместе с сухарем 6, который в последнем случае скользит по стенкам окон

7, либо совершать сложное движение, участвуя одновременно в двух первых движениях. Отклонение оси долота от оси скважины обеспечивает касание забоя всеми шарошками долота, в результате чего осевая нагрузка равномерно распределяется как между шарошками, так и между элементами вооружения каждой шарошки. Величина угла отклонения корректируется упругой муфтой

8, она же возвращает долото в вертикальное положение при отсутствии отклоняющих сил. Наличие в сухаре ка866!

5 нала 11 с маслосборной воронкой позволяет подводить выделенное иэ потока воздуха масло или промывочную жидкость к трущимся поверхностям пальца и сухаря для снижения силы трения.

Применение для соединения трубчатых элементов пальца с установленным на нем призматическим сухарем дает возможность уменьшить напряжения в месте контакта боковых граней сухаря со стенками окон, возннкакицих . при передаче больших крутящих моментов, за счет плоской формы и увеличения контактной площади взаимодействующих поверхностей сухаря и стенок окон. Все это позволяет повысить надежность работы устройства для распределения нагрузки на шарошкн долота.

106 6

psa трубчатых элемента, конец одного из которых соосно с зазором располо-, жен во внутренней полости другого, узел соединения упомянутых элементов, размещенную в зазоре между соединенными концами элементов упругую муфту и торцовую опору, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышвния надежности работы устройства, узел соединения выполнен из пальца, закрепленного с двух сторон в диаметрально противоположных отверстиях наружного конца соединения,и призматического сухаря, установленного на пальце, при этом во внутреннем конце соединения выполнены диаметрально противоположные окна, в которых расположены концы сухаря.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

Формула изобретения l. Авторское свидетельство

Ф 250731, кл. Е 21 В 9/10, 1967.

Устройство для распределения на- 2. Патент США Ф 3135103, 5 грузки на шарошки долота, включающее кл. 64-11, опублик. 1964 (прототип)