Патент на изобретение №2351737

(54) ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Промывочный узел содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с конической наружной поверхностью и с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное приспособление с внутренней конической поверхностью. Узел снабжен втулкой из эластичного материала, размещенной между коническими поверхностями насадки и стопорного приспособления с возможностью взаимодействия с ними. Втулка выполнена с кольцевым пазом на нижнем торце и снабжена разрезным кольцом из пружинного материала, имеющим в поперечном сечении дугообразную форму и размещенным в кольцевом пазу втулки с возможностью взаимодействия с боковыми стенками кольцевого паза. Разрезное кольцо жестко соединено с втулкой. Применение предложенного промывочного узла упрощает его монтаж и демонтаж и повышает надежность и эффективность работы всего долота. 3 ил.

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

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой с высотой, превышающей двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип-паз», и размещенным между дном гнезда и торцом насадки уплотнительным кольцом (см. авт. св. СССР 1148956, кл. Е21В 10/18, 1985 г.).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промышленной 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 установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и стопорное приспособление, размещенное в кольцевой расточке гнезда (см. авт. св. СССР 723090, кл. Е21В 10/18, 1980 г.).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет исключения выдавливания насадки из гнезда корпуса. К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, связанную с необходимостью использования для этой цели специального инструмента, и недостаточную надежность герметизации при значительных перепадах давления в долоте.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение надежности его герметизации при значительных расходах промывочной жидкости.

Поставленный технический результат достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с конической наружной поверхностью, уплотнительный элемент и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное приспособление с внутренней конической поверхностью, согласно изобретению он снабжен втулкой из эластичного материала, размещенной между коническими поверхностями насадки и стопорного приспособления с возможностью взаимодействия с ними.

Решению поставленной задачи способствует и то, что:

– втулка выполнена с кольцевым пазом на нижнем торце и снабжена разрезным кольцом из пружинного материала, имеющим в поперечном сечении дугообразную форму и размещенным в кольцевом пазу втулки с возможностью взаимодействия с боковыми стенками кольцевого паза, при этом разрезное кольцо жестко соединено с втулкой.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе, на фиг.2 – эластичная втулка; на фиг.3 – стопорное приспособление.

Промывочный узел содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи очистного агента с гнездом 3 под насадку 4. В гнезде 3 выполнена кольцевая расточка 13 под стопорное приспособление в виде цанги 5 с буртом 10 на наружной поверхности, входящим в кольцевую расточку 13 гнезда 3. Насадка 4 и цанга 5 и выполнены соответственно с наружной и внутренней коническими поверхностями 8 и 9, между которыми установлена втулка 6 из эластичного материала, выполненная с кольцевым пазом 12 на нижнем торце. В кольцевом пазу 12 установлено разрезное кольцо 11 из пружинного материала, имеющее в поперечном сечении дугообразную форму и размещенное с возможностью взаимодействия с боковыми стенками кольцевого паза 12. Разрезное кольцо 11 жестко соединено с втулкой 6 любым известным способом, например методом вулканизации. При этом втулка 6 одновременно играет роль амортизатора для насадки 4 от пульсирующей жидкости и герметизирующего узла, предохраняя стопорное приспособление (цангу 5) от размыва промывочной жидкостью. С этой целью наружный диаметр – d₂ втулки в исходном положении выбирается больше диаметра – d₁ гнезда 3. Использование пружинного разрезного кольца 11 позволяет создать дополнительное усилие, прижимающее стенки паза 12 во втулке 6 с одной стороны к насадке 4, а с другой стороны – к цанге 5. Это позволяет повысить надежность герметизации промывочного узла, а кроме того, и повысить надежность фиксации насадки 4 за счет прижатия цанги к стенкам кольцевой расточки 13. Последнее имеет большое значение при бурении по трещиноватым породам, сопровождающемся сильной вибрацией всего инструмента и в первую очередь – долота. При значительных перепадах давления на насадке 4 промывочный узел может оснащаться также и специальным уплотнительным элементом 7.

Монтаж узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают насадку 4 с уплотнительным элементом 7. После этого устанавливают втулку 6 из эластичного материала с предварительно закрепленным в ее пазу 12 кольцом 11 и цангу 5, которую сжимают в радиальном направлении и вводят в полость гнезда 3 до совмещения ее выступов 10 с кольцевой расточкой 13 гнезда 3. Размеры втулки 6 выбираются с таким расчетом, чтобы она при деформации герметизировала зазоры между стенками гнезда 3 и насадкой 4.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, а также повышает надежность его герметизации, особенно при значительных расходах промывочной жидкости. Это повышает эффективность работы долота в целом.

Формула изобретения

Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с конической наружной поверхностью, уплотнительный элемент и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное приспособление с внутренней конической поверхностью, отличающийся тем, что он снабжен втулкой из эластичного материала, размещенной между коническими поверхностями насадки и стопорного приспособления с возможностью взаимодействия с ними, выполненной с кольцевым пазом на нижнем торце и снабженной разрезным кольцом из пружинного материала, имеющим в поперечном сечении дугообразную форму и размещенным в кольцевом пазу втулки с возможностью взаимодействия с боковыми стенками кольцевого паза, при этом разрезное кольцо жестко соединено с втулкой.

РИСУНКИ