EA020981B1

EA020981B1 - Узел уплотнения долота для роторного бурения грунта

Info

Publication number: EA020981B1
Application number: EA201101337A
Authority: EA
Inventors: Грегори В. Петерсон
Original assignee: Атлас Копко Секорок Ллк
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PE20100109A1; EA201101337A1; CN102449258A; WO2010107447A1; SE1100757A1; CL2009001093A1; MX2011009723A; CA2754981A1; US8844656B2; SE537586C2; US20100230172A1; CA2754981C; ZA201106760B; CN102449258B

Abstract

В изобретении предложено долото для бурения грунта, содержащее режущую шарошку, которая закреплена на лапе, и уплотнительный узел зазора, который формирует динамическое уплотнение с радиальной поверхностью зазора лапы. Уплотнительный узел зазора содержит жесткое уплотняющее кольцо, имеющее удлиненный плечевой участок и укороченный плечевой участок. Удлиненный плечевой участок продолжается наружу от укороченного плечевого участка и сцепляется с радиальной поверхностью зазора лапы.

Description

Настоящее изобретение, в общем, относится к узлу уплотнения, обеспечивающему уплотнение между лапой и режущей шарошкой долота для роторного бурения грунта.

Известный уровень техники

Долото для бурения грунта обычно используется при бурении скважин в пластах месторождений. Бурение указанных скважин проводится с разной целью, например проводят бурение на нефть, на полезные ископаемые и на геотермальный пар. Долота для бурения грунта, которые используются при бурении скважин, подразделяются на несколько различных типов. Долото для роторного бурения грунта относится к одному из типов долот и в типичной компоновке содержит три режущие шарошки, каждая из которых смонтирована с возможностью вращения на соответствующей лапе. Лапы соединены вместе, формируя корпус долота для бурения грунта, и, поскольку корпус долота для бурения грунта вращается в буровой скважине, режущие шарошки приводятся во вращение при контакте с пластом.

При использовании в обычном рабочем режиме долото для бурения грунта контактирует с горными породами и работает в чрезвычайно тяжелых условиях, испытывая воздействие высоких температур и больших нагрузок. В связи с этим, долото для бурения грунта подвергается износу. В результате трения, возникающего между сегментом цапфы и соответствующей режущей шарошкой, особенно склонен к износу сегмент цапфы лапы. Для уменьшения трения между лапой и режущей шарошкой применяется смазка, которая обычно удерживается уплотнением долота для бурения грунта между лапой и режущей шарошкой. Уплотнение долота для бурения грунта также ограничивает поток выбуренной породы к области, расположенной между лапой и режущей шарошкой, что уменьшает трение между ними. Удержание смазки между лапой и режущей шарошкой так же, как и удержание выбуренной породы вне зоны, расположенной между лапой и режущей шарошкой, увеличивает срок службы долота для бурения грунта.

Как правило, уплотнение долота для бурения грунта находится в контакте с лапой и/или режущей шарошкой при вращательном движении. Участок поверхности уплотнения долота для бурения грунта, находящийся в контакте с лапой или режущей шарошкой при вращательном движении, называется поверхностью динамического уплотнения.

Уплотнение долота для бурения грунта и режущая шарошка формируют динамическое уплотнение, когда уплотнение долота для бурения грунта и режущая шарошка находятся в контакте друг с другом при вращательном движении. Также уплотнение долота для бурения грунта и лапа формируют динамическое уплотнение, когда уплотнение долота для бурения грунта и лапа находятся в контакте друг с другом при вращательном движении. Участок поверхности уплотнения долота для бурения грунта, находящийся в контакте с лапой долота для бурения грунта или режущей шарошкой при отсутствии вращательного движения, называется поверхностью статического уплотнения. Уплотнение долота для бурения грунта и режущая шарошка формируют статическое уплотнение, когда уплотнение долота для бурения грунта и режущая шарошка находятся в контакте друг с другом при отсутствии вращательного движения. К тому же, уплотнение долота для бурения грунта и лапа формируют статическое уплотнение, когда уплотнение долота для бурения грунта и лапа находятся в контакте друг с другом при отсутствии вращательного движения.

Примеры различных типов уплотнений долота для бурения грунта описаны в патентах США № 7347290, 7188691, 7392862, 7000712, 6837317, 6695079, 6679342, 6431293, 6196339, 6033117, 6513607, 6305483,6254275,6176331,6123337, 5586611, 5570750, 5009519, 4762189, 5005989, 4753303, 4516641 так же, как в патентной заявке США №20080041634.

Один тип уплотнения долота для бурения грунта содержит эластомерное уплотняющее кольцо, например кольцевое уплотнение. Эластомерное уплотняющее кольцо, как правило, работает в чрезвычайно тяжелых условиях, упомянутых выше, в результате чего в него может забиваться выбуренная порода, в особенности если эластомерное уплотняющее кольцо формирует участок динамического уплотнения. Когда эластомерное уплотняющее кольцо забивается выбуренной породой, повышается вероятность образования вырывов и износа эластомерного материала, в связи с чем эластомерное уплотняющее кольцо утрачивает способность формировать уплотнение. Кроме того, эластомерное уплотняющее кольцо, забитое выбуренной породой, работает как абразивное кольцо, в результате чего происходит износ материала лапы или режущей шарошки, которые оно динамически уплотняет. При износе материала лапы или режущей шарошки под действием эластомерного уплотняющего кольца, забитого выбуренной породой, в лапе или режущей шарошке часто образуются нежелательные углубления. При образовании нежелательных углублений в лапе или режущей шарошке достаточно трудно обеспечить уплотнение между лапой или режущей шарошкой посредством эластомерного уплотняющего кольца.

Другой тип уплотнения долота для бурения грунта содержит металлическое торцевое уплотнение, которое сцепляется с эластомерным уплотняющим кольцом. В типичной компоновке металлическое торцевое уплотнение динамически сцепляется с поверхностью лапы или режущей шарошки либо с другим металлическим торцевым уплотнением. Кроме того, между металлическим торцевым уплотнением и эластомерным уплотняющим кольцом, как правило, формируется статическое уплотнение. Металлическое торцевое уплотнение защищает эластомерное уплотняющее кольцо от забивания выбуренной породой. Следовательно, металлическое торцевое уплотнение уменьшает износ материала эластомерного уп- 1 020981 лотняющего кольца. Металлическое торцевое уплотнение так легко не забивается выбуренной породой как уплотнения из эластомерного материала. Следовательно, имеется меньшая вероятность того, что металлическое торцевое уплотнение будет работать как абразивное кольцо и удалять материал режущей шарошки или лапы, которые оно динамически уплотняет.

Известно, что режущая шарошка при зацеплении с пластом подвергается определенному крутящему моменту. Крутящий момент, которому подвергается режущая шарошка при зацеплении с пластом, заставляет наконечник шарошки вращаться относительно лапы. Чем дальше от заднего участка лапы размещена режущая шарошка, тем больше величина крутящего момента, которому подвергается режущая шарошка при зацеплении с пластом. Соответственно, чем ближе к заднему участку лапы размещена режущая шарошка, тем меньше величина крутящего момента, которому подвергается режущая шарошка при зацеплении с пластом. Режущая шарошка может быть размещена ближе к заднему участку лапы при уменьшении пространства в осевом направлении, занятого уплотнением долота для бурения грунта. Следовательно, желательно обеспечить узел уплотнения, который занимает меньше пространства в осевом направлении.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение, в общем, направлено на узел уплотнения долота для бурения грунта. В последующем описании, которое поясняется чертежами, раскрывается изобретение и в прилагаемой формуле изобретения особое внимание уделяется раскрытию предмета изобретения и его эквивалентов.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1а - перспективный вид долота для роторного бурения грунта;

фиг. 1Ь - вид сбоку в разрезе по линии 1Ь-1Ь долота для роторного бурения грунта, представленного на фиг. 1а;

фиг. 2а - вид крупным планом уплотняемой области долота, представленной на фиг. 1Ь, причем уплотняемая область содержит зазор;

фиг. 2Ь - вид крупным планом уплотняемой области долота, представленной на фиг. 1Ь, при этом в показанном на фиг. 2а зазоре размещено уплотнение;

фиг. 3 а - перспективный вид уплотнительного узла зазора, который показан на фиг. 2Ь;

фиг. 3Ь - перспективный вид в разрезе уплотнительного узла зазора, который показан на фиг. 2Ь, разрез выполнен по линии 3Ь-3Ь (фиг. 3а);

фиг. 4а - перспективный вид жесткого уплотняющего кольца, включенного в уплотнительный узел зазора, который показан на фиг. 2Ь;

фиг. 4Ь - перспективный вид в разрезе жесткого уплотняющего кольца, включенного в уплотнительный узел зазора, который показан на фиг. 2Ь, разрез выполнен по линии 4Ь-4Ь (фиг. 4а);

фиг. 5а - перспективный вид эластомерного уплотняющего кольца, включенного в уплотнительный узел зазора, который показан на фиг. 2Ь;

фиг. 5Ь - перспективный вид в разрезе эластомерного уплотняющего кольца, включенного в уплотнительный узел зазора, который показан на фиг. 2Ь, разрез выполнен по линии 5Ь-5Ь (фиг. 5а);

фиг. 6а-6с - виды крупным планом торцевой части представленного на фиг. 4Ь жесткого уплотняющего кольца в разрезе, причем показаны более подробно удлиненный плечевой участок и укороченный плечевой участок;

фиг. 66 - вид в разрезе торцевой части представленного на фиг. 3Ь уплотнительного узла зазора, причем показано эластомерное уплотняющее кольцо, которое сцепляется с удлиненным плечевым участком и укороченным плечевым участком;

фиг. 6е - вид в разрезе торцевой части представленного на фиг. 3Ь уплотнительного узла зазора, причем показано эластомерное уплотняющее кольцо, которое сцепляется с удлиненным плечевым участком, не сцепляясь с укороченным плечевым участком;

фиг. 7а - вид в разрезе по линии 1Ь-1Ь (фиг. 1а) долота для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, при этом долото для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением содержит зазор, показанный на фиг. 2а и 2Ь;

фиг. 7Ь - вид в разрезе представленного на фиг. 7а долота для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, при этом долото для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением содержит уплотнительный узел зазора, размещенный в зазоре, как показано на фиг. 2Ь;

фиг. 7с - вид крупным планом представленного на фиг. 7а и 7Ь долота для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, причем показано более подробно жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо уплотнительного узла зазора;

фиг. 76 - вид в разрезе представленного на фиг. 7а и 7Ь долота для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, причем показано размещение жесткого уплотняющего кольца и эластомерного уплотняющего кольца относительно оси вращения режущей шарошки;

фиг. 8а - вид в разрезе по линии 2а-2а (фиг. 1а) долота для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, при этом долото для роторного бурения грунта с двойным уплотнением содержит зазор, показанный на фиг. 2а, и канавку лапы;

фиг. 8Ь - вид в разрезе представленного на фиг. 8а долота для роторного бурения грунта с двойным

- 2 020981 уплотнением, при этом долото для роторного бурения грунта с двойным уплотнением содержит уплотнительный узел зазора (показан на фиг. 2Ь), который размещен в зазоре (показан на фиг. 2а), и также содержит уплотнительный узел канавки, размещенный в канавке лапы;

фиг. 8с - вид крупным планом представленного на фиг. 8а и 8Ь долота для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, при этом уплотнительный узел зазора и уплотнительный узел канавки показаны более подробно;

фиг. 8й - вид в разрезе представленного на фиг. 8а и 8Ь долота для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, причем показано расположение жесткого уплотняющего кольца, эластомерного уплотняющего кольца и уплотнительного узла канавки относительно оси вращения режущей шарошки;

фиг. 8е - вид в разрезе долота для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, причем показано уплотнение, размещенное в зазоре, и эластомерное уплотняющее кольцо;

фиг. 8£ - вид в разрезе долота для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, причем показан уплотнительный узел зазора, размещенный в зазоре, и показано эластомерное уплотняющее кольцо, размещенное в канавке конуса режущей шарошки;

фиг. 9а - перспективный вид эластомерного уплотняющего кольца, включенного в показанный на фиг. 8Ь уплотняющий узел канавки;

фиг. 9Ь - перспективный вид в разрезе по линии 9Ь-9Ь эластомерного уплотняющего кольца, представленного на фиг. 9а;

фиг. 10а и 10Ь - технологические схемы предлагаемых способов обеспечения уплотнения долота для бурения грунта;

фиг. 11а и 11Ь - технологические схемы предлагаемых способов изготовления долота для бурения грунта.

Подробное описание изобретения

Уплотнительный узел применяется в долоте для бурения грунта, например в долоте для роторного бурения грунта. Долото для роторного бурения грунта содержит режущую шарошку, смонтированную на лапе с возможностью вращения. Смазочная камера, которая включает внутреннюю область долота для бурения грунта, продолжается между режущей шарошкой и лапой. Смазочная камера формируется при монтаже режущей шарошки с лапой. В частности, смазочная камера формируется при монтаже режущей шарошки с сегментом лапы. Уплотнительный узел размещен таким образом, чтобы он ограничивал поток смазки из смазочной камеры и ограничивал поток выбуренной породы к смазочной камере.

Узел уплотнения долота включает уплотнение зазора, которое содержит жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо, причем жесткое уплотняющее кольцо выполнено таким образом, что имеется удлиненный плечевой участок и укороченный плечевой участок. Как будет подробнее описано ниже, удлиненный плечевой участок длиннее укороченного плечевого участка. К тому же, удлиненный плечевой участок продолжается от укороченного плечевого участка таким образом, чтобы жесткое уплотняющее кольцо в поперечном сечении имело Ь-образную форму.

Уплотнительный узел зазора размещен в зазоре лапы и режущей шарошки. Зазор формируется при монтаже режущей шарошки с лапой. В частности, зазор формируется при монтаже режущей шарошки с сегментом цапфы лапы. Зазор образован осевой и радиальной поверхностями лапы, а также осевой и радиальной поверхностями режущей шарошки. Таким образом, зазор находится между лапой и режущей шарошкой. Следует отметить, что имеется участок зазора, который, как правило, ограничивается участком сегмента цапфы. Например, осевые и/или радиальные поверхности зазора лапы могут быть образованы поверхностями сегмента цапфы. Кроме того, следует отметить, что зазор является кольцевым зазором, который продолжается вокруг сегмента цапфы и находится между сегментом цапфы и режущей шарошкой.

Как будет подробнее описано ниже, радиальная поверхность зазора лапы является поверхностью лапы, которая продолжается в радиальном направлении сегмента цапфы, и формирует участок зазора лапы и режущей шарошки. Радиальная поверхность зазора лапы является поверхностью лапы, в которой не сформирован участок канавки лапы, либо режущей шарошки. Более подробная информация относительно зазоров и канавок может быть найдена в патенте США № 6033117, содержание которого включено здесь ссылкой.

Осевая поверхность зазора лапы является поверхностью лапы, которая продолжается в осевом направлении сегмента цапфы и формирует участок зазора лапы и режущей шарошки. Осевая поверхность зазора лапы является поверхностью лапы, в которой не сформирован участок канавки лапы, либо режущей шарошки.

Радиальная поверхность зазора конуса является поверхностью режущей шарошки, которая продолжается в радиальном направлении режущей шарошки и формирует участок зазора лапы и режущей шарошки. Радиальная поверхность зазора конуса является поверхностью режущей шарошки, в которой не сформирован участок канавки лапы, либо режущей шарошки. Следует отметить, что радиальные поверхности зазора лапы и режущей шарошки расположены друг против друга, когда режущая шарошка смонтирована с лапой. Кроме того, когда режущая шарошка смонтирована с лапой, радиальные поверхности зазора лапы и режущей шарошки обращены друг к другу.

- 3 020981

Осевая поверхность зазора конуса является поверхностью режущей шарошки, которая продолжается в осевом направлении режущей шарошки и формирует участок зазора лапы и режущей шарошки. Осевая поверхность зазора конуса является поверхностью режущей шарошки, в которой не формируется участок канавки лапы или режущей шарошки. Следует отметить, что осевые поверхности зазора лапы и режущей шарошки расположены друг против друга, когда режущая шарошка смонтирована с лапой. Кроме того, когда режущая шарошка смонтирована с лапой, осевые поверхности зазора лапы и режущая шарошка обращены друг к другу.

Следует также отметить, что радиальные направления сегмента цапфы и режущей шарошки, как правило, параллельны, когда режущая шарошка смонтирована с сегментом цапфы. К тому же, когда режущая шарошка смонтирована с сегментом цапфы, осевые направления сегмента цапфы и режущей шарошки, как правило, параллельны.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения узел уплотнения долота включает уплотнительный узел канавки, который содержит эластомерное уплотняющее кольцо, размещенное в канавке лапы. Канавка, которая продолжается через лапу, в описании будет именоваться канавкой лапы. Канавка лапы не проходит через режущую шарошку. В частности, канавка лапы продолжается через сегмент цапфы лапы. Согласно другим вариантам осуществления изобретения узел уплотнения долота включает уплотнительный узел канавки, который содержит эластомерное уплотняющее кольцо, размещенное в канавке конуса режущей шарошки. Канавка конуса режущей шарошки в описании будет именоваться канавкой режущей шарошки, поскольку она продолжается через режущую шарошку. Канавка конуса режущей шарошки не проходит через лапу. Следует отметить, что согласно некоторым вариантам осуществления изобретения долото для бурения грунта содержит уплотнительный узел канавки и уплотнительный узел конуса шарошки, которые продолжаются через лапу и канавку конуса шарошки соответственно.

Уплотнительный узел размещен в зазоре, при этом удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается вдоль радиальной поверхности зазора лапы. Уплотнительный узел размещен в зазоре таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок был обращен к радиальной поверхности зазора лапы. Удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается вдоль радиальной поверхности зазора лапы и обращен к радиальной поверхности зазора лапы таким образом, чтобы между ними могло быть сформировано динамическое уплотнение.

Динамическое уплотнение формируется при монтаже уплотнительного узла зазора с лапой. В частности, динамическое уплотнение формируется при монтаже жесткого уплотняющего кольца с сегментом цапфы лапы таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца сцеплялся с радиальной поверхностью зазора лапы. Уплотнительный узел зазора может быть смонтирован на лапе разнообразными способами. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения уплотнительный узел зазора монтируется на лапе таким образом, чтобы сегмент цапфы проходил через центральное отверстие уплотнительного узла зазора. Согласно указанному варианту осуществления изобретения режущая шарошка монтируется с лапой таким образом, что она сцеплялась с уплотнением зазора. Согласно другим вариантам осуществления изобретения эластомерное и твердые уплотняющие кольца сцеплены вместе и устанавливаются на режущей шарошке. Согласно указанному варианту осуществления изобретения сегмент цапфы продолжается через центральное отверстие уплотнительного узла зазора и режущую шарошку.

Уплотнительный узел размещен в зазоре таким образом, чтобы укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжался вдоль осевой поверхности зазора лапы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения уплотнительный узел размещен в зазоре таким образом, чтобы укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца был обращен к осевой поверхности зазора лапы. Укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается вдоль осевой поверхности зазора лапы и обращен к осевой поверхности зазора лапы таким образом, чтобы между ними могло быть сформировано динамическое уплотнение. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок сцепляется с осевой поверхностью зазора лапы, и согласно другим вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок располагается на расстоянии от осевой поверхности зазора лапы. Согласно другим вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок размещен около осевой поверхности зазора лапы, и согласно некоторым вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок отдален от осевой поверхности зазора лапы. Кроме того, укороченный плечевой участок размещен на расстоянии от радиальной поверхности зазора лапы. Укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается от радиальной поверхности зазора лапы, поскольку, как упомянуто выше, жесткое уплотняющее кольцо имеет в поперечном сечении Ь-образную форму и удлиненный плечевой участок продолжается наружу от укороченного плечевого участка.

Уплотнительный узел размещен в зазоре таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжался вдоль радиальной поверхности зазора лапы, а укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжался параллельно осевой поверхности зазора лапы. Когда уплотнительный узел смонтирован на сегменте цапфы, удлиненный плечевой участок про- 4 020981 должается радиально от сегмента цапфы, а укороченный плечевой участок продолжается аксиально вдоль сегмента цапфы. Как будет подробнее обсуждаться ниже, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца размещен вблизи сегмента цапфы, и согласно другим вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок отдален от сегмента цапфы. Согласно вариантам осуществления изобретения, в которых укороченный плечевой участок отдален от сегмента цапфы, укороченный плечевой участок отделен от сегмента цапфы удлиненным плечевым участком.

Как упомянуто выше, для уменьшения величины крутящего момента, которому подвергается режущая шарошка при зацеплении с пластом, желательно поместить режущую шарошку ближе к заднему участку лапы. Режущая шарошка может быть помещена ближе к заднему участку лапы, поскольку укороченный плечевой участок продолжается аксиально вдоль сегмента цапфы, а удлиненный плечевой участок продолжается радиально от сегмента цапфы. Укороченный плечевой участок короче удлиненного плечевого участка для того, чтобы уплотнение занимало меньше пространства в осевом направлении и режущая шарошка была помещена ближе к заднему участку лапы. Режущая шарошка подвергается меньшему крутящему моменту при зацеплении с пластом, поскольку уплотнение занимает меньше пространства в осевом направлении и наконечник конуса режущей шарошки расположен ближе к заднему участку лапы. Таким образом, узел уплотнения способствует уменьшению величины крутящего момента, которому подвергается режущая шарошка при зацеплении с пластом.

Уплотнительный узел зазора также содержит эластомерное уплотняющее кольцо, которое сцепляется с твердым уплотняющим кольцом. Эластомерное уплотняющее кольцо размещают таким образом, чтобы жесткое уплотняющее кольцо находилось между эластомерным уплотняющим кольцом и лапой. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо размещают таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца находился между эластомерным уплотняющим кольцом и радиальной поверхностью зазора лапы, а укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца находился между эластомерным уплотняющим кольцом и осевой поверхностью зазора лапы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо также размещено между укороченным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и осевой поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Согласно другим вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца располагается между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и осевой поверхностью зазора лапы. Кроме того, эластомерное уплотняющее кольцо размещено между удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Таким образом, эластомерное уплотняющее кольцо ограничено удлиненным плечевым участком, укороченным плечевым участком, радиальной поверхностью зазора конуса и осевой поверхностью зазора конуса шарошки.

Эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на жесткое уплотняющее кольцо по направлению к лапе. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. Удлиненный плечевой участок располагается между эластомерным уплотняющим кольцом и радиальной поверхностью зазора лапы. Кроме того, эластомерное уплотняющее кольцо размещено между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Эластомерное уплотняющее кольцо размещено между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо сцеплялось с удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса шарошки. Эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца с удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Таким образом, эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на жесткое уплотняющее кольцо по направлению к лапе.

При размещении эластомерного уплотняющего кольца между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса эластомерное уплотняющее кольцо переходит из несжатого состояния в сжатое состояние. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо переходит из несжатого состояния в сжатое состояние при сцеплении с удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки.

При монтаже режущей шарошки с лапой эластомерное уплотняющее кольцо толкает удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо толкает удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы при монтаже режущей шарошки с лапой, когда сегмент цапфы продолжается через центральные отверстия твердого и эластомерного уплотняющих колец. Эластомерное уплотняющее кольцо обычно сжимается при монтаже режущей шарошки с сегментом цапфы лапы. Следовательно, эластомерное уплотняющее кольцо, когда оно находится в сжатом состоянии, воздействует на жесткое уплотняющее кольцо по направлению к лапе.

В результате воздействия эластомерного уплотняющего кольца на удлиненный плечевой участок

- 5 020981 жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы между удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора лапы возникает давление. Давление между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора лапы можно регулировать разнообразными способами. Например, давление может быть увеличено или уменьшено соответственно при уменьшении или увеличении длины удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца. Кроме того, давление может быть увеличено или уменьшено соответственно при увеличении или уменьшении твердости эластомерного уплотняющего кольца. Твердость эластомерного уплотняющего кольца может быть изменена, изменяя твердость материала (измеряется дюрометром), из которого изготавливается эластомерное уплотняющее кольцо.

Как будет подробнее обсуждаться ниже, обычно желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо формировало статическое уплотнение с твердым уплотняющим кольцом и режущей шарошкой. В частности, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо формировало статическое уплотнение с удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо формировало статическое уплотнение с твердым уплотняющим кольцом и режущей шарошкой таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо и жесткое уплотняющее кольцо не вращались относительно режущей шарошки. К тому же, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо формировало статическое уплотнение с твердым уплотняющим кольцом и режущей шарошкой таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо и жесткое уплотняющее кольцо вращались относительно лапы при вращении режущей шарошки. Жесткое уплотняющее кольцо вращается относительно лапы таким образом, чтобы между ними было сформировано динамическое уплотнение. Следовательно, уплотнительный узел зазора находится в контакте с режущей шарошкой при отсутствии вращательного движения и в контакте с лапой при вращательном движении. Таким образом, уплотнительный узел зазора формирует статические и динамические уплотнения соответственно с режущей шарошкой и лапой.

Как упомянуто выше, зазор формируется при монтаже режущей шарошки с лапой. В частности, зазор формируется при монтаже режущей шарошки с сегментом цапфы лапы. В некоторых случаях режущая шарошка монтируется с сегментом цапфы после того, как в сегмент цапфы был помещен уплотнительный узел зазора. В других случаях уплотнительный узел зазора размещен на режущей шарошке и сегмент цапфы продолжается через уплотнительный узел зазора, чтобы крепиться к режущей шарошке. Следовательно, зазор формируется при размещении эластомерного уплотняющего кольца между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса. Кроме того, зазор формируется при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца с удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Зазор формируется при переходе эластомерного уплотняющего кольца из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо переходит из несжатого состояния в сжатое состояние при формировании зазора.

Как упомянуто выше, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо формировало статические уплотнения с удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса. Статические уплотнения формируются при размещении эластомерного уплотняющего кольца между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Кроме того, статические уплотнения формируются при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца с удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса. Статические уплотнения формируются при переходе эластомерного уплотняющего кольца из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо переходит из несжатого состояния в сжатое состояние при формировании статических уплотнений.

Как упомянуто выше, смазочная камера формируется при монтаже режущей шарошки с сегментом цапфы лапы. В некоторых случаях режущая шарошка монтируется с сегментом цапфы после того, как уплотнительный узел зазора был размещен в сегменте цапфы. Следовательно, в этих случаях смазочная камера формируется после того, как в сегменте цапфы был размещен уплотнительный узел зазора. В других случаях уплотнительный узел зазора размещается в режущей шарошке и сегмент цапфы продолжается через уплотнительный узел зазора, чтобы крепиться к режущей шарошке. Следовательно, в этих случаях смазочная камера формируется после того, как в режущей шарошке был размещен уплотнительный узел зазора. В любом из этих случаев смазочная камера формируется при размещении эластомерного уплотняющего кольца между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса. К тому же, смазочная камера формируется при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца с удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Смазочная камера формируется при переходе эластомерного уплотняющего кольца из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот. В частности, смазочная камера формируется при переходе эластомерного уплотняющего кольца из несжатого состояния в сжатое состояние.

На фиг. 1а показан перспективный вид долота 100 для роторного бурения грунта, и на фиг. 1Ь показан вид сбоку в разрезе по линии 1Ь-1Ь (фиг. 1а) долота 100 для роторного бурения грунта. Согласно ука- 6 020981 занному варианту осуществления изобретения долото 100 для роторного бурения грунта является трехшарошечным долотом для роторного бурения грунта и содержит три лапы 101. Однако на перспективном виде долота, представленном на фиг. 1а, показаны только две лапы.

Как показано на фиг 1а и 1Ь, режущая шарошка 102, имеющая зубья 103, смонтирована с возможностью вращения на сегменте цапфы 101а (фиг. 1Ь) каждой лапы 101. Таким образом, долото 100 для роторного бурения грунта содержит режущую шарошку, которая закреплена на лапе. Режущая шарошка 102 и сегмент цапфы 101а связаны внутренней областью 108, которая расположена между ними и работает как смазочная камера. Долото 100 для роторного бурения грунта может содержать один или несколько роликовых подшипников 107а и/или шарикоподшипников 107Ь, сообщающихся с внутренней областью 108. Роликовые подшипники 107а и шарикоподшипники 107Ь облегчают вращение режущей шарошки 102 относительно лапы 101. В частности, роликовые подшипники 107а и шарикоподшипники 107Ь облегчают вращение режущей шарошки 102 относительно сегмента цапфы 101а вокруг оси 112 вращения (фиг. 1Ь). Согласно этому варианту осуществления изобретения ось 112 вращения продолжается через центр режущей шарошки 102 и режущая шарошка 102 вращается вокруг оси 112 вращения. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения лапа 101 и режущая шарошка 102 соединены вместе с опорным подшипником, например с опорным подшипником, который описан в патентах США № 6691804 и 7182154, содержание которых включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Уплотнительный узел зазора (не показано) обычно размещается в уплотняемой области, участки 104а и 104Ь которой показаны на фиг. 1Ь, чтобы ограничить поток смазки от внутренней области 108 к внешней области 109 через отверстие 111 (фиг. 1а и 1Ь). Следует отметить, что наружная область 109 является наружной относительно долота 100 для роторного бурения грунта и отверстие 111 является кольцевым отверстием, которое продолжается вокруг сегмента цапфы 101а и находится между сегментом цапфы 101а и режущей шарошкой 102. Отверстие 111 формируется при монтаже режущей шарошки 102 с сегментом цапфы 101а. Смазка смазывает роликовые подшипники 107а и шарикоподшипники 107Ь, чтобы уменьшить трение между ними и лапой 101 и режущей шарошкой 102. Узел уплотнения долота также ограничивает поток разрушенной породы от внешней области 109 к внутренней области 108 через отверстие 111. Таким образом, узел уплотнения долота ограничивает поток материала между внутренней областью 108 и внешней областью 109.

Как правило, желательно, чтобы уплотнительный узел зазора вращался относительно лапы 101 при вращении режущей шарошки 102. Когда уплотнительный узел зазора вращается относительно лапы 101, желательно, чтобы уплотнительный узел зазора формировал динамическое уплотнение с лапой 101 и формировал статическое уплотнение с режущей шарошкой 102.

Также желательно, чтобы уплотнительный узел зазора обеспечивал уплотнение между лапой 101 и режущей шарошкой 102 при перемещении режущей шарошки 102 в осевом направлении 105 и радиальном направлении 106 относительно лапы 101. Режущая шарошка 102 может перемещаться в осевом направлении 105 и радиальном направлении 106 по разнообразным причинам. Например, режущая шарошка 102 может перемещаться в осевом направлении 105 и радиальном направлении 106 в результате нежелательного расцентрирования режущей шарошки и лапы 101. Кроме того, режущая шарошка 102 может перемещаться в осевом направлении 105 и радиальном направлении 106 при зацеплении с пластом.

Также следует отметить, что осевое направление 105 соответствует осевому направлению сегмента цапфы 101а и режущей шарошки 102, когда режущая шарошка 102 смонтирована с сегментом цапфы 101а. Кроме того, радиальное направление 106 соответствует радиальному направлению сегмента цапфы 101а и режущей шарошки 102, когда режущая шарошка 102 смонтирована с сегментом цапфы 101а. Направление оси 112 вращения параллельно осевому направлению 105 и перпендикулярно радиальному направлению 106.

Желательно поместить режущую шарошку 102 ближе к заднему участку 101Ь лапы 101, чтобы уменьшить величину крутящего момента, которому подвергается режущая шарошка 102 при зацеплении с пластом. Обычно режущая шарошка 102 подвергается крутящему моменту при приложении силы Р к режущей шарошке 102, которая заставляет режущую шарошку 102 вращаться сверху вниз в направлении 144, т.е. наружу лапы, как показано на фиг. 1Ь. Следует отметить, что сила Р, показанная на фиг. 1Ь, направлена вверх. Также следует отметить, что участок режущей шарошки 102, ближайший к участку 104Ь уплотняемой области, расцепляется от сегмента цапфы 101а под действием силы Р. К тому же, участок режущей шарошки 102, ближайший к участку 104а уплотняемой области, сцепляется с сегментом цапфы 101а под действием силы Р.

Участок режущей шарошки 102, ближайший к участку 104а уплотняемой области, который сцепляется с сегментом цапфы 101а под действием силы Р, может вызвать нежелательное повреждение сегмента цапфы 101а вблизи участка 104а уплотняемой области. При повреждении сегмента цапфы 101а смазка, вероятнее всего, будет просачиваться из смазочной камеры 108. К тому же, при повреждении сегмента цапфы 101а выбуренная порода, вероятнее всего, будет проходить из внешней области 109 к смазочной камере 108. В результате повреждения сегмента цапфы 101а режущая шарошка 102 не сможет эффективно вращаться вокруг сегмента цапфы 101а. Например, режущая шарошка 102, вероятнее всего, будет вихляться при вращении вокруг поврежденного сегмента цапфы 101а.

- 7 020981

Узел уплотнения, описанный здесь, позволяет поместить режущую шарошку 102 ближе к заднему участку 101Ь лапы 101, поскольку укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается аксиально вдоль сегмента цапфы, а удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается радиально от сегмента цапфы. Укороченный плечевой участок короче удлиненного плечевого участка, чтобы узел уплотнения занимал меньше пространства в осевом направлении и режущая шарошка 102 была помещена ближе к заднему участку 101Ь лапы 101. Режущая шарошка 102 подвергается меньшему крутящему моменту при приложении к ней силы Р, поскольку узел уплотнения занимает меньше пространства в осевом направлении и наконечник 102а (фиг. 1Ь) конуса 103 режущей шарошки расположен ближе к заднему участку 101Ь лапы 101. Таким образом, узел уплотнения способствует уменьшению величины крутящего момента, которому подвергается режущая шарошка 102 при зацеплении с пластом. Поскольку режущая шарошка 102 подвергается меньшему крутящему моменту, повреждение сегмента цапфы 101а является менее вероятным.

Возможны самые разнообразные конфигурации уплотнительного узла зазора. Однако в любом случае указанный уплотнительный узел зазора содержит эластомерное уплотняющее кольцо и жесткое уплотняющее кольцо, размещенные в зазоре лапы и режущей шарошки. В уплотнительном узле зазора могут применяться эластомерные уплотняющие кольца и жесткие уплотняющие кольца различных типов, которые будут подробнее обсуждаться ниже.

На фиг. 2а показан вид в разрезе по линии 1Ь-1Ь долота 100а для роторного бурения грунта, представленного на фиг. 1а, также виден участок 104а уплотняемой области, показанной на фиг. 1Ь. Согласно указанному варианту осуществления изобретения долото 100а для роторного бурения грунта аналогично долоту 100 для бурения грунта и содержит зазор 120, расположенный на участке 104а уплотняемой области, причем зазор 120 находится между отверстием 111 и внутренней областью 108. Следует отметить, что зазор 120 является кольцевым зазором, который продолжается вокруг сегмента цапфы 101а и находится между сегментом цапфы 101а и режущей шарошкой 102. Согласно указанному варианту осуществления изобретения зазор 120 образуется радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки 102 и осевой поверхностью 122 зазора конуса режущей шарошки 102. Кроме того, зазор 120 содержит радиальную поверхность 123 зазора лапы 101 и осевую поверхность 124 зазора лапы 101. Следует отметить, что радиальная поверхность 123 зазора лапы и осевая поверхность зазора 124 лапы являются обычно поверхностями сегмента цапфы 101а.

Как показано на фиг. 2а, зазор 120 ограничен радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки, осевой поверхностью 122 зазора конуса режущей шарошки, радиальной поверхностью зазора 123 лапы и осевой поверхностью 124 зазора лапы. Радиальные поверхности 121 и 123 зазора являются противоположными и также противоположными являются осевые поверхности 122 и 124 зазора. При этом радиальные поверхности 121 и 123 зазора обращены друг к другу и также обращены друг к другу осевые поверхности 122 и 124 зазора. При пересечении радиальной поверхности 121 зазора конуса режущей шарошки и осевой поверхности 122 зазора конуса режущей шарошки образуется угол, обозначенный ссылочной позицией 125, и при пересечении радиальной поверхности 123 зазора лапы и осевой поверхности 124 зазора лапы образуется угол, обозначенный ссылочной позицией 126, причем углы 125 и 126 противоположны друг другу. Угол 125 является углом режущей шарошки 102, а угол 126 является углом лапы 101. Плоскости, образующие угол 125, продолжаются кольцеобразно вокруг оси 112 вращения, а плоскости, образующие угол 126, продолжаются кольцеобразно вокруг сегмента цапфы 101а.

Следует отметить, что поверхности 121 и 123 именуются радиальными поверхностями, поскольку они продолжаются в радиальном направлении 106. Поверхности 122 и 124 именуются осевыми поверхностями, поскольку они продолжаются в осевом направлении 105. Следует также отметить, что поверхности 121 и 122 именуются поверхностями конуса режущей шарошки, поскольку они являются поверхностями режущей шарошки 102. Кроме того, поверхности 123 и 124 именуются поверхностями лапы, поскольку они являются поверхностями лапы 101. Поверхности 121 и 122 именуются кольцевыми поверхностями, поскольку они продолжаются кольцеобразно вокруг оси 112 вращения режущей шарошки 102. Поверхности 123 и 124 именуются кольцевыми поверхностями, поскольку они продолжаются кольцеобразно вокруг сегмента цапфы 101а.

Зазор 120 формируется при монтаже режущей шарошки 102 с лапой 101. В частности, зазор 120 формируется при монтаже режущей шарошки 102 с сегментом цапфы 101а. Зазор 120 формируется при размещении радиальной поверхности 121 зазора конуса режущей шарошки таким образом, чтобы она находилась напротив радиальной поверхности 123 зазора лапы. К тому же, зазор 120 формируется при размещении осевой поверхности 122 зазора конуса таким образом, чтобы она располагалась противоположно осевой поверхности 124 зазора лапы. Зазор 120 формируется при размещении радиальной поверхности 121 зазора конуса таким образом, чтобы она была обращена к радиальной поверхности 123 зазора лапы. Кроме того, зазор 120 формируется при размещении осевой поверхности 122 зазора конуса таким образом, чтобы она была обращена к осевой поверхности 124 зазора лапы. Таким образом, зазор 120 формируется при монтаже режущей шарошки 102 с лапой 101.

На фиг. 2Ь показан вид в разрезе по линии 1Ь-1Ь долота 100а для роторного бурения грунта, представленного на фиг. 1а, к тому же показан уплотнительный узел 117 зазора, помещенный в зазор 120

- 8 020981 (фиг. 2а). На фиг. 3 а показан перспективный вид уплотнительного узла 117 зазора согласно одному из вариантов осуществления изобретения, и на фиг. 3Ь показан перспективный вид в разрезе по линии 3Ь-3Ь уплотнительного узла 117 зазора, представленного на фиг. 3 а. На фиг. 2Ь показан уплотнительный 117 узел зазора в направлении 118 (фиг. 3Ь).

Уплотнительный узел 117 зазора содержит жесткое уплотняющее кольцо 130 и эластомерное уплотняющее кольцо 140. На фиг. 4а показан перспективный вид жесткого уплотняющего кольца 130 согласно одному из вариантов осуществления изобретения, и на фиг. 4Ь показан перспективный вид в разрезе по линии 4Ь-4Ь жесткого уплотняющего кольца 130, представленного на фиг. 4а. На фиг. 2Ь показано жесткое уплотняющее кольцо 130 в направлении 118 (фиг. 4Ь). Как будет подробнее обсуждаться ниже, жесткое уплотняющее кольцо 130 выполнено таким образом, что имеется удлиненный плечевой участок 131 и укороченный плечевой участок 132. Жесткое уплотняющее кольцо 130 изготавливают из твердого материала, например металла, поэтому внедрение в него выбуренной породы является менее вероятным.

На фиг. 5а показан перспективный вид эластомерного уплотняющего кольца 140 согласно одному из вариантов осуществления изобретения, и на фиг. 5Ь показан вид в разрезе по линии 5Ь-5Ь эластомерного уплотняющего кольца 140, представленного на фиг. 5а. На фиг. 2Ь показано эластомерное уплотняющее кольцо 140 в направлении 118 (фиг. 5Ь).

Уплотняющее кольцо 140 изготавливают из эластомерного материала, поэтому оно может многократно переходить из сжатого состояния в несжатое состояние и наоборот. Согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 в несжатом состоянии имеет в поперечном сечении круглую форму. Однако, как обозначено стрелкой-указателем 160 на фиг. 5Ь, эластомерное уплотняющее кольцо 140 в сжатом состоянии имеет в поперечном сечении некруглую форму. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 в сжатом состоянии имеет в поперечном сечении продолговатую форму. Следует отметить, что, если требуется, эластомерное уплотняющее кольцо 140 в несжатом состоянии может иметь в поперечном сечении некруглую форму. Например, эластомерное уплотняющее кольцо 140 в несжатом состоянии может иметь в поперечном сечении продолговатую, прямоугольную и квадратную форму. Примеры эластомерных уплотняющих колец, которые в несжатом состоянии имеют в поперечном сечении некруглую форму, описаны в вышеупомянутом патенте США № 6033117.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 в несжатом состоянии имеет в поперечном сечении круглую форму, причем в несжатом состоянии размеры эластомерного уплотняющего кольца 140 в осевом направлении 105 и радиальном направлении 106 равны. Согласно другим вариантам осуществления изобретения в сжатом состоянии размеры эластомерного уплотняющего кольца 140 в осевом направлении 105 и радиальном направлении 106 неравны. В частности, в несжатом состоянии размер эластомерного уплотняющего кольца 140 в осевом направлении 105 уменьшен относительно соответствующего размера в радиальном направлении. Соответственно в несжатом состоянии размер эластомерного уплотняющего кольца 140 в радиальном направлении 106 увеличен относительно соответствующего размера в осевом направлении. Следует также отметить, что эластомерное уплотняющее кольцо 140, показанное на фиг. 2Ь, находится в сжатом состоянии. Примеры эластомерных уплотняющих колец 140, находящихся в несжатом состоянии, будут обсуждаться более подробно ниже.

Как будет подробнее обсуждаться ниже, эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот при перемещении радиальной поверхности 121 зазора конуса режущей шарошки относительно радиальной поверхности 123 зазора лапы. Один из способов, при котором радиальная поверхность 121 зазора конуса режущей шарошки может перемещаться относительно радиальной поверхности 123 зазора лапы, состоит в перемещении режущей шарошки 102 в осевом направлении 105. Эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состоянию и наоборот при перемещении радиальной поверхности 121 зазора конуса режущей шарошки относительно радиальной поверхности 123 зазора лапы. Эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот при сцеплении радиальной поверхности 121 зазора конуса режущей шарошки с жестким уплотняющим кольцом 130. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца 140 с радиальной поверхностью 121 зазора конуса и с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца. При этом перемещение режущей шарошки 102 ограничено величиной сжатия, которое испытывает эластомерное уплотняющее кольцо 140.

Как можно видеть на фиг. 3а, 3Ь, 4а, 4Ь, 5а и 5Ь, уплотнительный узел 117 зазора содержит жесткое уплотняющее кольцо 130 и эластомерное уплотняющее кольцо 140, имеющие кольцевую форму и центральное отверстие. Центральное отверстие жесткого уплотняющего кольца 130 с внутренним радиусом Κι (фиг. 4а) имеет такой размер и сформировано таким образом, что может вместить сегмент цапфы 101а, как показано на фиг. 7Ь и 8Ь, которые будут описываться ниже. Кроме того, центральное отверстие эластомерного уплотняющего кольца 140 с внутренним радиусом К₂ (фиг. 5а) имеет такой размер и

- 9 020981 сформировано таким образом, что может вместить укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца, как показано на фиг. 3Ь, 7Ь и 8Ь. Радиус К₂ больше радиуса К.₁, поскольку центральное отверстие эластомерного уплотняющего кольца 140 имеет такой размер и сформировано таким образом, что может вместить укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца. Следует отметить, что существуют разнообразные способы определения внутренних радиусов жесткого уплотняющего кольца 130 и эластомерного уплотняющего кольца 140. Согласно указанному варианту осуществления изобретения внутренние радиусы жесткого уплотняющего кольца 130 и эластомерного уплотняющего кольца 140 измеряются от центра 113, который показан на фиг. 3а, 4а и 5а. Следует также отметить, что ось 112 вращения (фиг. 1Ь) обычно продолжается через центр 113 и режущая шарошка 102 и уплотнительный узел 117 вращаются вокруг оси 112 вращения.

На фиг. 6а, 6Ь и 6с показаны крупным планом торцевые участки жесткого уплотняющего кольца 130 при рассмотрении в направлении 118 (фиг. 4Ь), при этом удлиненный плечевой участок 131 и укороченный плечевой участок 132 показаны более подробно. Удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца длиннее укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца, и удлиненный плечевой участок 131 продолжается наружу от укороченного плечевого участка 132 таким образом, чтобы жесткое уплотняющее кольцо 130 в поперечном сечении имело Ь-образную форму.

Удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца и укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца соединены вместе в области 134 пересечения плечевых участков. Следует отметить, что согласно указанному варианту осуществления изобретения область 134 пересечения плечевых участков расположена ближе к углу 126 (фиг. 2а и 2Ь) и дальше от угла 125 (фиг. 2а и 2Ь), когда жесткое уплотняющее кольцо 130 вмещается в сегмент цапфы 101а. Удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца и укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца в соединении образуют угол, отличный от нуля. Согласно указанному варианту осуществления изобретения указанный угол составляет около 90°, т.е. удлиненный плечевой участок 131 и укороченный плечевой участок 132 перпендикулярны друг другу и жесткое уплотняющее кольцо 130 имеет в поперечном сечении Ь-образную форму. В общем, форма поперечного сечения жесткого уплотняющего кольца 130 выбрана таким образом, чтобы жесткое уплотняющее кольцо 130 продолжалось вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы и осевой поверхности 124 зазора лапы, когда жесткое уплотняющее кольцо 130 вмещается в сегмент цапфы 101а. Как будет подробнее обсуждаться ниже, желательно, чтобы жесткое уплотняющее кольцо 130 продолжалось вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы таким образом, чтобы между ними формировалось динамическое уплотнение. В частности, желательно чтобы удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца продолжался вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы таким образом, чтобы между ними формировалось динамическое уплотнение 135 (фиг. 2Ь). Динамическое уплотнение 135 будет обсуждаться более подробно ниже.

Как показано на фиг. 6Ь и 6с, удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца

130 имеет динамическую поверхность 151 и статическую поверхность 150. Динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка противоположна статической поверхности 150 удлиненного плечевого участка. Кроме того, статическая поверхность 150 удлиненного плечевого участка обращена от динамической поверхности 151 удлиненного плечевого участка.

Укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца 130 имеет динамическую поверхность 152 и статическую поверхность 153. Динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка противоположна статической поверхности 153 укороченного плечевого участка. Кроме того, динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка обращена от статической поверхности 153 укороченного плечевого участка.

Удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца 130 имеет концевую поверхность 137, которая продолжается между статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка и динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка. Концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка обращена от динамической поверхности 152 укороченного плечевого участка. Укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца 130 имеет концевую поверхность 138, которая продолжается между динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка и статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка. Концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка обращена от динамической поверхности 151 удлиненного плечевого участка.

На фиг. 6с показано, что удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца длиннее укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца и соответственно укороченный плечевой участок 132 короче удлиненного плечевого участка 131. Удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца длиннее укороченного плечевого участка 132, поэтому концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка расположена дальше от области 134 пересечения плечевых участков, чем концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка. Удлиненный плечевой участок

131 длиннее укороченного плечевого участка 132, поэтому концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка расположена ближе к области 134 пересечения плечевых участков, чем концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка. Соответственно укороченный плечевой участок 132 короче удлиненного плечевого участок 131, поэтому концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка

- 10 020981 расположена ближе к области 134 пересечения плечевых участков, чем концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка. Укороченный плечевой участок 132 короче удлиненного плечевого участка 131, поэтому концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка расположена дальше от области 134 пересечения плечевых участков, чем концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка.

Поскольку удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца длиннее укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца, концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка располагается дальше от угла 126 (фиг. 2а и 2Ь), чем концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка. Кроме того, поскольку удлиненный плечевой участок 131 длиннее укороченного плечевого участка 132, концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка располагается ближе к углу 126, чем концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка. Укороченный плечевой участок 132 короче удлиненного плечевого участка 131, поэтому концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка расположена ближе к углу 126, чем концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка. Укороченный плечевой участок 132 короче удлиненного плечевого участка 131, поэтому концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка расположена дальше от угла 126, чем концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка.

На фиг. 6с расстояние между концевой поверхностью 137 удлиненного плечевого участка и динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка обозначено как расстояние Ь₁ и расстояние между концевой поверхностью 138 укороченного плечевого участка и динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка обозначено как расстояние Ь₂. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние между концевой поверхностью 137 удлиненного плечевого участка и областью 134 пересечения соответствует расстоянию Ь₁ и расстояние между концевой поверхностью 138 укороченного плечевого участка и областью 134 пересечения соответствует расстоянию Ь₂.

Удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца длиннее укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца, поэтому расстояние Ь₁ между концевой поверхностью 137 удлиненного плечевого участка и динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка больше расстояния Ь₂ между концевой поверхностью 138 укороченного плечевого участка и динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка. Таким образом, расстояние Ь₁ больше расстояния Ь₂ и удлиненный плечевой участок 131 длиннее укороченного плечевого участка 132. Укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца короче удлиненного плечевого участка 131 жесткого уплотняющего кольца, поэтому расстояние Ь₂ между концевой поверхностью 138 укороченного плечевого участка и динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка короче расстояния Ь₁ между концевой поверхностью 137 удлиненного плечевого участка и динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка. Таким образом, расстояние Ь₂ меньше расстояния Ь₁ и укороченный плечевой участок 132 короче удлиненного плечевого участка 131.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 содержит желобок 133, как показано на фиг. 6а, 6Ь, 6с, 6й и 6е. Следует отметить, что на фиг. 6й и 6е показан вид торца уплотнительного узла 117 в разрезе при рассмотрении в направлении 118 (фиг. 3Ь). Когда жесткое уплотняющее кольцо 130 вмещается в сегмент цапфы 101а, желобок 133 обращен к углу 125 (фиг. 2а и 2Ь), который образуется при пересечении осевой поверхности 121 зазора конуса режущей шарошки 102 и радиальной поверхности 122 зазора конуса режущей шарошки 102. Кроме того, желобок 133 обращен от угла 126, который образуется при пересечении осевой поверхности 123 зазора лапы и радиальной поверхности 124 зазора лапы.

Желобок 133 продолжается между удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца. К тому же, статическая поверхность 150 удлиненного плечевого участка и статическая поверхность 153 укороченного плечевого участка обращены к желобку 133. Таким образом, при размещении в зазоре 120 жесткого уплотняющего кольца 130, как показано на фиг. 2Ь, желобок 133 ограничен радиальной поверхностью 121 зазора конуса, осевой поверхностью 122 зазора конуса, статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца.

Как показано на фиг. 6й и 6е, желобок 133 имеет такие размеры и сформирован таким образом, что может вмещать эластомерное уплотняющее кольцо 140. Таким образом, при размещении жесткого уплотняющего кольца 130 и эластомерного уплотняющего кольца 140 в зазоре 120, как показано на фиг. 2Ь, эластомерное уплотняющее кольцо 140 ограничено радиальной поверхностью 121 зазора конуса, осевой поверхностью 122 зазора конуса, статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца.

В общем, эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и/или укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца. На фиг. 6й показано, что эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется как с удлиненным плечевым участком 131, так и с укороченным плечевым участком 132. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, представленному на фиг. 6й. эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы ме- 11 020981 жду ними формировалось статическое уплотнение 142. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется со статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка таким образом, чтобы между ними было сформировано статическое уплотнение 142. Согласно указанным вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 также сцепляется с укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы между ними формировалось статическое уплотнение 143. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется со статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка таким образом, чтобы между ними было сформировано статическое уплотнение 143.

Следует отметить, что согласно некоторым вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется со статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и в несжатом состоянии эластомерное уплотняющее кольцо 140 не сцепляется со статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца. Однако согласно указанным вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 при переходе из несжатого состояния в сжатое состояние может сцепляться со статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца. Таким образом, статическое уплотнение 143 формируется при переходе эластомерного уплотняющего кольца 140 из несжатого состояния в сжатое состояние.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, представленному на фиг. 6е, эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и не сцепляется с укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца при центрировании эластомерного уплотняющего кольца 140 жесткого уплотняющего кольца 130. Согласно указанным вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы между ними формировалось статическое уплотнение 142. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется со статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка таким образом, чтобы между ними было сформировано статическое уплотнение 142.

Следует отметить, что согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг. 6е, один участок эластомерного уплотняющего кольца 140 может сцепляться с укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца, в то время как другой участок эластомерного уплотняющего кольца 140 не сцепляется с укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца. В частности, один участок эластомерного уплотняющего кольца 140 может сцепляться со статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка. Однако другой участок эластомерного уплотняющего кольца 140 не сцепляется с укороченным плечевым участком 132. В частности, другой участок эластомерного уплотняющего кольца 140 не сцеплен со статической поверхностью 153 укороченного плечевого участка. Один участок эластомерного уплотняющего кольца 140 может сцепляться с укороченным плечевым участком 132, в то время как другой участок эластомерного уплотняющего кольца 140 не сцепляется с укороченным плечевым участком 132, если эластомерное уплотняющее кольцо 140 и жесткое уплотняющее кольцо 130 не центрированы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 не сцепляется с укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца. Согласно указанным вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 формирует уплотнение с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца, однако эластомерное уплотняющее кольцо 140 не формирует уплотнение с укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца.

В некоторых случаях статические уплотнения 142 и/или 143 формируются после того, как жесткое уплотняющее кольцо 130 вмещается в сегмент цапфы 101а. В этих случаях жесткое уплотняющее кольцо 130 вмещается в сегмент цапфы 101а и затем эластомерное уплотняющее кольцо 140 вмещается в сегмент цапфы 101а и монтируется с твердым уплотняющим кольцом 130 таким образом, чтобы формировались статические уплотнения 142 и/или 143. В других случаях статические уплотнения 142 и/или 143 формируются до того, как жесткое уплотняющее кольцо 130 вмещается в сегмент цапфы 101а. В этих случаях эластомерное уплотняющее кольцо 140 монтируется с твердым уплотняющим кольцом 130 таким образом, чтобы формировались статические уплотнения 142 и/или 143, и затем уплотнительный узел 117 зазора монтируется с сегментом цапфы 101а или режущей шарошкой 102, как описано выше.

Следует отметить, что эластомерное уплотняющее кольцо 140 формирует статическое уплотнение

139 с режущей шарошкой 102, как показано на фиг. 2Ь. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо

140 формирует статическое уплотнение 139 с осевой конической поверхностью 121 зазора. Как упомянуто выше, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статическое уплотнение 142 с твердым уплотняющим кольцом 130, как показано на фиг. 66 и 6е. В частности, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статическое уплотнение 142 с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца 130. Следует отметить, что статическое уплотнение 139 расположено напротив статического уплотнения 142 (фиг. 66 и 6е).

В некоторых случаях статическое уплотнение 139 формируется после того, как уплотнительный

- 12 020981 узел 117 зазора вмещается в сегмент цапфы 101а. В таких случаях уплотнительный узел 117 зазора вмещается в сегмент цапфы 101а и затем режущая шарошка 102 монтируется с сегментом цапфы 101а. В других случаях статическое уплотнение 139 формируется до вмещения уплотнительного узла 117 зазора в сегмент цапфы 101а. В этих случаях уплотнительный узел 117 зазора устанавливают в режущей шарошке 102 таким образом, чтобы формировалось статическое уплотнение 139, и затем уплотнительный узел 117 зазора и режущая шарошка 102 монтируются с сегментом цапфы 101а, как описано выше.

Следовательно, в общем, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статическое уплотнение 142 с твердым уплотняющим кольцом 130 и формировало статическое уплотнение 139 с режущей шарошкой 102. В частности, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статическое уплотнение 142 с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и формировало статическое уплотнение 139 с радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. Желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статические уплотнения 142 и 139 таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 и жесткое уплотняющее кольцо 130 не вращались относительно режущей шарошки 102. Кроме того, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статическое уплотнение 142 с твердым уплотняющим кольцом 130 и формировало статическое уплотнение 139 с режущей шарошкой 102 таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 и жесткое уплотняющее кольцо 130 вращались относительно лапы 101 при вращении режущей шарошки 102. Жесткое уплотняющее кольцо 130 вращается относительно лапы 101 таким образом, чтобы между ними формировалось динамическое уплотнение 135. Таким образом, уплотнительный узел 117 зазора формирует статические и динамические уплотнения соответственно с режущей шарошкой 102 и лапой 101. Следует отметить, что динамическое уплотнение 135 именуется радиальным динамическим уплотнением, поскольку оно продолжается в радиальном направлении 106.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещено в зазоре 120 таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок 131 сцеплялся с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, как показано на фиг. 2Ь. Кроме того, удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца 130 сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы таким образом, чтобы между ними формировалось динамическое уплотнение 135. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещается таким образом, чтобы динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка сцеплялась с радиальной поверхностью 123 зазора лапы. Динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы таким образом, чтобы динамическое уплотнение 135 формировалось между динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка и радиальной поверхностью 123 зазора лапы. Следует отметить, что динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка обращена к радиальной поверхности 123 зазора лапы.

Следовательно, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже уплотнительного узла 117 зазора с лапой 101. В частности, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже жесткого уплотняющего кольца 130 с сегментом цапфы 101а таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцеплялся с радиальной поверхностью 123 зазора лапы. Кроме того, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже жесткого уплотняющего кольца 130 с сегментом цапфы 101а таким образом, чтобы динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца сцеплялась с радиальной поверхностью 123 зазора лапы. Следует отметить, что согласно некоторым вариантам осуществления изобретения динамическое уплотнение 135 формируется до монтажа режущей шарошки 102 с сегментом цапфы 101а. Согласно другим вариантам осуществления изобретения уплотнительный узел 117 зазора устанавливают в режущей шарошке 102 и затем они монтируются с сегментом цапфы 101а таким образом, чтобы формировалось динамическое уплотнение 135. Таким образом, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже режущей шарошки 102 с лапой 101.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца 130 продолжался вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы, как показано на фиг. 2Ь. Кроме того, удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца 130 продолжается вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы таким образом, чтобы между ними формировалось динамическое уплотнение. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка продолжалась вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы. Динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца продолжается вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы таким образом, чтобы между динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка и радиальной поверхностью 123 зазора лапы формировалось динамическое уплотнение 135.

Как упомянуто выше, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже уплотнительного узла 117 зазора с лапой 101. В частности, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже жесткого уплотняющего кольца 130 с сегментом цапфы 101а лапы 101 таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца продолжался вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы. Кроме того, динамическое уплотнение 135 формируется при монтаже жесткого уплотняю- 13 020981 щего кольца 130 с сегментом цапфы 101а лапы 101 таким образом, чтобы динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка продолжалась вдоль радиальной поверхности 123 зазора лапы.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещается в зазоре 120 таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца продолжался от осевой поверхности 124 зазора лапы, как показано на фиг. 2Ь. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы статическая поверхность 150 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца продолжались от осевой поверхности 124 зазора лапы. Удлиненный плечевой участок 131 продолжается от осевой поверхности зазора лапы 124, поскольку, как упомянуто выше, удлиненный плечевой участок 131 продолжается наружу от укороченного плечевого участка 132.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок 131 продолжался к отверстию 111. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы статическая поверхность 150 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и динамическая поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца продолжались к отверстию 111, как показано на фиг. 2Ь.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка находилась вблизи отверстия 111 и была отдалена от осевой поверхности 124 зазора лапы. Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца была обращена к осевой поверхности 122 зазора конуса режущей шарошки. Таким образом, материал, поступающий через отверстие 111, проходит между концевой поверхностью 137 удлиненного плечевого участка и осевой поверхностью 122 зазора конуса режущей шарошки.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы укороченный плечевой участок 132 продолжался вдоль осевой поверхности 124 зазора лапы, как показано на фиг. 2Ь. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка продолжалась вдоль осевой поверхности 124 зазора лапы. Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка была обращена к осевой поверхности 124 зазора лапы.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы укороченный плечевой участок 131 сцеплялся с осевой поверхностью 124 зазора лапы таким образом, чтобы между ними формировалось динамическое уплотнение 110 (фиг. бб). В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка сцеплялась с осевой поверхностью 124 зазора лапы. Динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца сцепляется с осевой поверхностью 124 зазора лапы таким образом, чтобы между динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка и осевой поверхностью 124 зазора лапы формировалось динамическое уплотнение 110. Следует отметить, что динамическое уплотнение 110 именуется осевым динамическим уплотнением, поскольку оно продолжается в осевом направлении 105.

Согласно другим вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца располагается на расстоянии от осевой поверхности 124 зазора лапы таким образом, чтобы между ними было сформировано пространство 129, как показано на фиг. 2Ь. Пространство 129 продолжается между укороченным плечевым участком 132 и осевой поверхностью 124 зазора лапы. В частности, пространство 129 продолжается между динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка и осевой поверхностью 124 зазора лапы. Таким образом, между укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца и осевой поверхностью 124 зазора лапы не формируется динамическое уплотнение.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы укороченный плечевой участок 132 продолжался от радиальной поверхности 123 зазора лапы, как показано на фиг. 2Ь. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка и статическая поверхность 153 укороченного плечевого участка продолжались от радиальной поверхности 123 зазора лапы.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы укороченный плечевой участок 132 продолжался к внутренней области 108, как показано на фиг. 2Ь. В частности, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка и статическая поверхность 153 укороченного плечевого участка продолжались к внутренней области 108.

Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка находилась вблизи внутренней области 108 и была отдалена от радиальной поверхности 123 зазора лапы. Жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка была обращена к внутренней области 108. К тому же, жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают в зазоре 120 таким образом, чтобы концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка была обращена к радиальной по- 14 020981 верхности 121 зазора конуса режущей шарошки. Таким образом, материал, проходящий между внутренней областью 108 и эластомерным уплотняющим кольцом 140, протекает между концевой поверхностью 138 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью 121 зазора конуса.

Как упомянуто выше, эластомерное уплотняющее кольцо 140 воздействует на жесткое уплотняющее кольцо 130 по направлению к лапе 101, как показано на фиг. 2Ь. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 размещают таким образом, чтобы оно воздействовало на жесткое уплотняющее кольцо 130 по направлению к радиальной поверхности 123 зазора лапы. К тому же, эластомерное уплотняющее кольцо 140 размещают таким образом, чтобы оно воздействовало на удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности 123 зазора лапы. Эластомерное уплотняющее кольцо 140 размещают таким образом, чтобы оно воздействовало на динамическую поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности 123 зазора лапы. Как будет подробнее обсуждаться ниже, усилие, создаваемое динамическим уплотнением между уплотнительным узлом 117 зазора и лапой 101, зависит от усилия, с которым эластомерное уплотняющее кольцо 140 воздействует на жесткое уплотняющее кольцо 130 по направлению к лапе 101.

Эластомерное уплотняющее кольцо 140 может воздействовать на жесткое уплотняющее кольцо 130 по направлению к лапе 101 разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца 130 располагается между эластомерным уплотняющим кольцом 140 и радиальной поверхностью 123 зазора лапы. К тому же, эластомерное уплотняющее кольцо 140 помещено между удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. Эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется с удлиненным плечевым участком 131 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. В некоторых случаях при монтаже режущей шарошки 102 с сегментом цапфы 101а эластомерное уплотняющее кольцо 140 сцепляется с удлиненным плечевым участком 131 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. В этих случаях при монтаже режущей шарошки 102 с сегментом цапфы 101а эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние. На фиг. 5Ь эластомерное уплотняющее кольцо 140 показано в сжатом состоянии и в несжатом состоянии. Эластомерное уплотняющее кольцо 140 при переходе из несжатого состояния в сжатое состояние толкает удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца относительно радиальной поверхности 123 зазора лапы. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 при переходе из несжатого состояния в сжатое состояние толкает динамическую поверхность 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца относительно радиальной поверхности 123 зазора лапы таким образом, чтобы формировалось динамическое уплотнение 135. Таким образом, эластомерное уплотняющее кольцо 140 воздействует на жесткое уплотняющее кольцо 130 по направлению к лапе 101.

Сила, с которой удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, может увеличивать воздействие эластомерного уплотняющего кольца 140 на удлиненный плечевой участок 131 по направлению к радиальной поверхности 123 зазора лапы. Кроме того, сила, с которой удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, может уменьшать воздействие эластомерного уплотняющего кольцо 140 на удлиненный плечевой участок 131 по направлению к радиальной поверхности 123 зазора лапы.

Сила, с которой удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцеплялся с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, можно регулировать разнообразными способами. Например, для регулировки силы, с которой удлиненный плечевой участок 131 сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, можно применять эластомерные уплотняющие кольца 140, изготовленные из материалов, имеющих различную жесткость. В общем, при увеличении или уменьшении жесткости материала, из которого изготовлено эластомерное уплотняющее кольцо 140, соответственно увеличивается или уменьшается сила, с которой удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы.

Для регулировки силы, с которой удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, может быть изменен радиус эластомерного уплотняющего кольца 140 в поперечном сечении. В общем, при увеличении или уменьшении радиуса эластомерного уплотняющего кольца 140 в поперечном сечении соответственно увеличивается или уменьшается сила, с которой удлиненный плечевой участок 131 сцепляется с радиальной поверхность 123 зазора лапы.

Для регулировки силы, с которой удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, может быть изменена длина Ь₂ укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца. В общем, при увеличении или уменьшении длины Ь₂ укороченного плечевого участка 132 соответственно уменьшается и увеличивается сила, с которой удлиненный плечевой участок 131 сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы. Эластомер- 15 020981 ное уплотняющее кольцо 140 может быть сжато больше при уменьшении длины Ь₂ укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца. При увеличении длины Ь₂ укороченного плечевого участка 132 эластомерное уплотняющее кольцо 140 может быть сжато меньше.

Для регулировки давления, при котором удлиненный плечевой участок 131 жесткого уплотняющего кольца сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы, может быть изменен размер концевой поверхности 137 удлиненного плечевого участка. В общем, при увеличении или уменьшении осевого размера концевой поверхности 137 удлиненного плечевого участка соответственно увеличивается или уменьшается давление, при котором удлиненный плечевой участок 131 сцепляется с радиальной поверхностью 123 зазора лапы. Эластомерное уплотняющее кольцо 140 может быть сжато больше при увеличении осевого размера концевой поверхности 137 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца. Соответственно при уменьшении осевого размера концевой поверхности 137 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца эластомерное уплотняющее кольцо 140 может быть сжато меньше. Существуют разнообразные способы увеличения или уменьшения осевого размера концевой поверхности 137 удлиненного плечевого участка. Осевой размер концевой поверхности 137 удлиненного плечевого участка может быть увеличен и уменьшен посредством формирования жесткого уплотняющего кольца 130 таким образом, чтобы соответственно было увеличено или уменьшено расстояние между статической поверхностью 150 удлиненного плечевого участка и динамической поверхностью 151 удлиненного плечевого участка.

Как упомянуто выше, зазор 120 формируется при креплении режущей шарошки 102 к лапе 101. В частности, зазор 120 формируется при креплении режущей шарошки 102 к опорному сегменту 101а. В некоторых случаях режущая шарошка 102 крепится к опорному сегменту 101а после того, как уплотнительный узел 117 зазора был размещен в сегменте цапфы 101а. Следовательно, зазор 120 формируется при размещении эластомерного уплотняющего кольца 140 между удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью 121 зазора конуса. К тому же, зазор 120 формируется при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца 140 с удлиненным плечевым участком 131 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса. Зазор 120 формируется при переходе эластомерного уплотняющего кольца 140 из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот. В частности, при формировании зазора 120 эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние.

Как упомянуто выше, желательно, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо 140 формировало статические уплотнения 142 и 139 соответственно с удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. Статические уплотнения 142 и 139 формируются при размещении эластомерного уплотняющего кольца 140 между удлиненным плечевым участком 131 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. Кроме того, статические уплотнения 142 и 139 формируются при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца 140 соответственно с удлиненным плечевым участком 131 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса. Статические уплотнения 142 и 139 формируются при переходе эластомерного уплотняющего кольца 140 из несжатого состояния в сжатое состояние и наоборот. В частности, при формировании статических уплотнений 142 и 139 эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние.

Как упомянуто выше, смазочная камера (т.е. внутренняя область 108) формируется при креплении режущей шарошки 102 к опорному сегменту 101а. Следовательно, смазочная камера формируется при размещении эластомерного уплотняющего кольца 140 между удлиненным плечевым участком 131 жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью 121 зазора конуса. Кроме того, смазочная камера формируется при сцеплении эластомерного уплотняющего кольца 140 с удлиненным плечевым участком 131 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса. Также смазочная камера формируется при переходе эластомерного уплотняющего кольца 140 из несжатого состояния в сжатое состояние. В частности, при формировании смазочной камеры эластомерное уплотняющее кольцо 140 переходит из несжатого состояния в сжатое состояние.

Следует отметить, что долото 100 для роторного бурения грунта, в общем, содержит одно или несколько уплотнений. Согласно вариантам осуществления изобретения, в которых долото 100 для роторного бурения грунта содержит одно уплотнение (т.е. одинарное уплотнение), одно уплотнение размещают в зазоре между лапой и режущей шарошкой. Согласно вариантам осуществления изобретения, в которых долото для роторного бурения грунта содержит два уплотнения (т.е. двойное уплотнение), одно уплотнение размещают в зазоре между лапой и режущей шарошкой. Другое уплотнение может быть размещено в канавке, которая продолжается через лапу, или в канавке, которая продолжается через режущую шарошку. Вариант одинарного уплотнения долота для роторного бурения грунта будет подробнее обсуждаться со ссылкой на фиг. 6а, 6Ь, 6с и 66, а вариант осуществления двойного уплотнения долота для роторного бурения грунта будет подробнее обсуждаться со ссылкой на фиг. 7а, 7Ь, 7с и 76.

На фиг. 7а и 7Ь показаны виды в разрезе по линии разреза 1Ь-1Ь долота 100Ь для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, представленного на фиг. 1а. Следует отметить, что долото 100Ь для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением аналогично долотам 100 и 100а для роторного бу- 16 020981 рения грунта и содержит зазор 120 на участках 104а и 104Ь уплотняемой области. Подробная информация относительно зазора 120 была приведена выше со ссылкой на фиг. 2а. Долото 100Ь для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением содержит уплотнительный узел 117, размещенный в зазоре 120, как показано на фиг. 7Ь. Следует отметить, что эластомерное уплотняющее кольцо 140, показанное на фиг. 7Ь, находится в сжатом состоянии. Подробная информация относительно размещения уплотнительного узла 117 в зазоре 120 была приведена выше со ссылкой на фиг. 2Ь.

На фиг. 7с представлен вид крупным планом долота 100Ь для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, при этом уплотнительный узел 117 зазора продолжается через зазор 120, как обозначено стрелкой-указателем 161. Согласно указанному варианту осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца была обращена к границе 128 раздела, а концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца была обращена к отверстию 111. Граница 128 раздела является границей раздела между осевой поверхностью 124 зазора лапы, внутренней областью 108 и радиальной поверхностью 121 зазора конуса режущей шарошки. Концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка обращена к границе 128 раздела таким образом, чтобы ограничить поток смазки от внутренней области 108 к эластомерному уплотняющему кольцу 140. Область 134 пересечения плечевых участков жесткого уплотняющего кольца 130 (фиг. 6а-6е) обращена к углу 126 (фиг. 2а и 2Ь) таким образом, чтобы по возможности максимально ограничить количество материала, который может проходить между внутренней областью 108 и внешней областью 109. Количество материала максимально ограничено, поскольку его прохождение вокруг угла 126 затруднено. Таким образом, уплотнительный узел 117 зазора обеспечивает наилучшее уплотнение долота 100Ь для бурения грунта.

Усилие динамического уплотнения 135 зависит от многих различных факторов. При увеличении усилия динамического уплотнения 135, скорее всего, будет уменьшаться количество материала, проходящего между внутренней областью 108 и внешней областью 109. Соответственно при уменьшении усилия динамического уплотнения 135, скорее всего, будет увеличиваться количество материала, проходящего между внутренней областью 108 и внешней областью 109. В общем, усилие динамического уплотнения 135 увеличивается при увеличении размера удлиненного плечевого участка 131 жесткого уплотняющего кольца. В частности, усилие динамического уплотнения 135 возрастает при увеличении динамической поверхности 151 удлиненного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца. Также усилие динамического уплотнения 135 увеличивается при увеличении расстояния Ь₁ (фиг. 6с).

Усилие динамического уплотнения 110 (фиг. 7Ь) зависит от многих различных факторов. При увеличении усилия динамического уплотнения 110, скорее всего, меньше материала будет проходить между внутренней областью 108 и внешней областью 109. Соответственно при уменьшении усилия динамического уплотнения 110, скорее всего, больше материала будет проходить между внутренней областью 108 и внешней областью 109. В общем, усилие динамического уплотнения 110 возрастает при увеличении размера укороченного плечевого участка 132 жесткого уплотняющего кольца. В частности, усилие динамического уплотнения 110 увеличивается при увеличении динамической поверхности 152 укороченного плечевого участка. Также усилие динамического уплотнения 135 увеличивается при увеличении расстояния Ь₂ (фиг. 6с). Следует отметить, что согласно варианту осуществления изобретения, показанному стрелкой-указателем 161 на фиг. 7с, пространство 129 продолжается между укороченным плечевым участком 132 жесткого уплотняющего кольца и осевой поверхностью зазора лапы 124 таким образом, чтобы динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка не сцеплялась с осевой поверхностью 124 зазора лапы и не формировалось динамическое уплотнение 110. Однако согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг. 7Ь, укороченный плечевой участок 132 и осевая поверхность 124 зазора лапы сцепляются друг с другом таким образом, чтобы не формировалось пространство 129. Таким образом, усилие динамического уплотнения между твердым уплотняющим кольцом 130 и лапой 101 регулируется при изменении размера жесткого уплотняющего кольца 130.

На фиг. 7ά представлен вид в разрезе долота 100Ь для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, на котором показано расположение жесткого уплотняющего кольца 130 и эластомерного уплотняющего кольца 140 относительно оси 112 вращения при размещении уплотнительного узла 117 в зазоре 120. Согласно указанному варианту осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 расположено на расстоянии Ό! от оси 112 вращения. Расстояние Όι может быть определено разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние Όι измеряется между центром 113 и динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и соответствует внутреннему радиусу Κι жесткого уплотняющего кольца 130, как показано на фиг. 4а.

Согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено на расстоянии Ό₂ от оси 112 вращения. Расстояние Ό₂ может быть определено разнообразными способами. Согласно этому варианту осуществления изобретения расстояние Ό₂ соответствует внутреннему радиусу К₂ эластомерного уплотняющего кольца 140, как показано на фиг. 5а. Следует отметить, что расстояние Ό₂ изменяется при регулировке сжатия эластомерного уплотняющего кольца 140.

- 17 020981

Расстояние Ό₂ уменьшается при увеличении сжатия эластомерного уплотняющего кольца 140. При уменьшении сжатия эластомерного уплотняющего кольца 140 расстояние Ό₂ увеличивается.

Расстояние Όι меньше расстояния Ό₂, поскольку, как описывалось более подробно выше, расстояние К! меньше расстояния К₂. Следовательно, эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено дальше от оси 112 вращения, чем укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено дальше от оси 112 вращения, чем динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка, статическая поверхность 153 укороченного плечевой участка и концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка, которые показаны на фиг. 7с. К тому же, эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено дальше от оси 112 вращения, чем осевая поверхность 124 зазора лапы (фиг. 7с).

На фиг. 8а и 8Ь показаны виды в разрезе по линии 1Ь-1Ь долота 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, представленного на фиг. 1а. Следует отметить, что долото 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением аналогично долотам 100, 100а и 100с для роторного бурения грунта и содержит зазор 120 на участках 104а и 104Ь уплотняемой области (фиг. 1а и 1Ь). Долото 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением содержит уплотнительный узел 117, размещенный в зазоре 120, как показано на фиг. 8Ь. Следует отметить, что эластомерное уплотняющее кольцо 140, показанное на фиг. 8Ь, находится в сжатом состоянии. Подробная информация относительно размещения уплотнительного узла 117 в зазоре 120 приведена выше со ссылкой на фиг. 2Ь.

Следует отметить, что обсуждение, касающееся уплотнительного узла 117 зазора долота 100Ь для роторного бурения грунта с одинарным уплотнением, также относится к уплотнительному узлу долота 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением. Например, долото 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением может содержать динамические уплотнения 135 и/или 110 и усилия динамических уплотнений 135 и 110 могут регулироваться, как обсуждалось выше со ссылкой на фиг. 7а-7й. Следовательно, усилие динамического уплотнения между твердым уплотняющим кольцом 130 и лапой 101 долота 100с для бурения грунта регулируются при изменении размера жесткого уплотняющего кольца 130, как описано выше.

Долото 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением также содержит канавку 127 лапы для вмещения уплотнительного узла 116 канавки. Канавка 127 именуется канавкой лапы, поскольку она продолжается через лапу 101. В частности, канавка 127 лапы продолжается через сегмент цапфы 101а. Уплотнительный узел 116 канавки ограничивает поток смазки между внутренней областью 108 и уплотнительным узлом 117 зазора. Следует отметить, что уплотнительный узел 116 канавки и уплотнительный узел 117 зазора часто упоминаются соответственно как первичное уплотнение и вторичное уплотнение. Также следует отметить, что согласно некоторым вариантам осуществления изобретения канавка долота 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением канавки продолжается через режущую шарошку 102, поэтому она является канавкой конуса режущей шарошки. Согласно другим вариантам осуществления изобретения долото 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением содержит как канавку лапы, так и канавку конуса для вмещения соответственно уплотнительного узла лапы и уплотнительного узла конуса.

Согласно указанному варианту осуществления изобретения уплотнительный узел 116 канавки содержит эластомерное уплотняющее кольцо 141. На фиг. 9а показан перспективный вид эластомерного уплотняющего кольца 141 согласно одному из вариантов осуществления изобретения, и на фиг. 9Ь показан перспективный вид в разрезе по линии 9Ь-9Ь эластомерного уплотняющего кольца 141, представленного на фиг. 9а. На фиг. 8Ь, 8с и 8й показано эластомерное уплотняющее кольцо 141 в направлении 118 (фиг. 9Ь). Следует отметить, что уплотнительный узел конуса может быть таким же, как уплотнительный узел 116 канавки или может быть аналогичен ему.

Эластомерное уплотняющее кольцо 141 имеет кольцеобразную форму и содержит центральное отверстие, имеющее внутренний радиус К₃ (фиг. 9а). Центральное отверстие эластомерного уплотняющего кольца 141 имеет такой размер и сформировано таким образом, чтобы уплотняющее кольцо могло вмещаться в канавку 127 лапы, как показано на фиг. 8Ь, 8с и 8й. Радиус К₃ меньше радиусов К! и К₂, поскольку центральное отверстие эластомерного уплотняющего кольца 141 меньше центральных отверстий эластомерного уплотняющего кольца 140 и твердого уплотняющего кольца 130. Следует отметить, что внутренний радиус эластомерного уплотняющего кольца 141 может быть определен разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения внутренний радиус эластомерного уплотняющего кольца 141 измеряется от центра 113, который показан на фиг. 9а. Также следует отметить, что уплотнительный узел 116 канавки обычно формирует статическое уплотнение с режущей шарошкой 102, когда он размещен в канавке лапы, как показано на фиг. 8Ь, 8с и 8й. Однако уплотнительный узел 116 канавки обычно формирует статическое уплотнение с лапой 101 (т.е. сегментом цапфы 101а), когда он размещен в канавке конуса режущей шарошки.

На фиг. 8с показан вид крупным планом долота 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, причем уплотнительный узел 117 зазора продолжается через зазор 120 и уплотнительный узел 116 канавки продолжается через канавку 127. Согласно указанному варианту осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы укороченный плечевой

- 18 020981 участок 132 продолжался между узлом 116 уплотнения канавки и удлиненным плечевым участком 131. Согласно указанному варианту осуществлении изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 размещают таким образом, чтобы концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка была обращена к границе 128 раздела, а концевая поверхность 137 удлиненного плечевого участка была обращена к отверстию 111. Концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца обращена к границе 128 раздела, чтобы ограничить поток смазки от уплотнительного узла 116 канавки к эластомерному уплотняющему кольцу 140.

На фиг. 8й показан вид в разрезе долота 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, на котором видно расположение жесткого уплотняющего кольца 130 и эластомерного уплотняющего кольца 140 относительно оси 112 вращения, когда уплотнительный узел 117 зазора размещается в зазоре 120. Согласно указанному варианту осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 расположено на расстоянии Όι от оси 112 вращения. Как упомянуто выше, расстояние Όι может быть определено разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние Όι измеряется между центром 113 и динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и соответствует внутреннему радиусу Κι жесткого уплотняющего кольца 130, как показано на фиг. 4а.

Согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено на расстоянии Ό₂ от оси 112 вращения. Как упомянуто выше, расстояние Ό₂ может быть определено разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние Ό₂ соответствует внутреннему радиусу К₂ эластомерного уплотняющего кольца 140, как показано на фиг. 5а.

Согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 141 расположено на расстоянии Ό₃ от оси 112 вращения. Расстояние Ό₃ может быть определено разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние Ό₃ соответствует внутреннему радиусу К3 эластомерного уплотняющего кольца 141, как показано на фиг. 9а.

Следует отметить, что расстояние Όι меньше расстояния Ό₂, поскольку, как подробно обсуждалось выше, расстояние К! меньше расстояния К₂. Следовательно, эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено дальше от оси 112 вращения, чем укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца. В частности, эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено дальше от оси 112 вращения, чем динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка, статическая поверхность 153 укороченного плечевого участка и концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка. Кроме того, эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено дальше от оси 112 вращения, чем осевая поверхность 124 зазора лапы.

Следует отметить, что расстояние Ό₃ меньше расстояния Όι, поскольку, как подробно обсуждалось выше, расстояние К₃ меньше расстояния Κι. Следовательно, укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца расположен дальше от оси 112 вращения, чем эластомерное уплотняющее кольцо 141. В частности, динамическая поверхность 152 укороченного плечевого участка, статическая поверхность 153 укороченного плечевого участка и концевая поверхность 138 укороченного плечевого участка расположены дальше от оси 112 вращения, чем эластомерное уплотняющее кольцо 141. Кроме того, осевая поверхность 124 зазора лапы расположена дальше от оси 112 вращения, чем эластомерное уплотняющее кольцо 141.

На фиг. 8е представлен вид в разрезе долота 100с для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, на котором показано расположение жесткого уплотняющего кольца 130а и эластомерного уплотняющего кольца 140 относительно оси 112 вращения, когда уплотнительный узел 117 зазора размещен в зазоре 120 и эластомерное уплотняющее кольцо 141 размещено в канавке 127 лапы. Жесткое уплотняющее кольцо 130 содержит удлиненный плечевой участок 131 и укороченный плечевой участок 132, причем удлиненный плечевой участок 131 и укороченный плечевой участок 132 продолжаются соответственно в осевом и радиальном направлениях 105 и 106. Однако согласно указанному варианту осуществления изобретения укороченный плечевой участок 132 жесткого уплотняющего кольца расположен на некотором расстоянии от сегмента цапфы 101а благодаря удлиненному плечевому участку 131 жесткого уплотняющего кольца. Кроме того, согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено между сегментом цапфы 101а и укороченным плечевым участком 132.

На фиг. 8£ представлен вид в разрезе долота 100й для роторного бурения грунта с двойным уплотнением, на котором показано расположение жесткого уплотняющего кольца 130 и эластомерного уплотняющего кольца 140 относительно оси 112 вращения, когда уплотнительный узел 117 зазора размещен в зазоре 120 и эластомерное уплотняющее кольцо 141 размещено в канавке конуса 143 режущей шарошки. Согласно указанному варианту осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо 130 расположено на расстоянии Όι от оси 112 вращения. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние Όι измеряется между центром 113 и динамической поверхностью 152 укороченного плечевого участка жесткого уплотняющего кольца и соответствует внутреннему радиусу К! жесткого уплотняющего кольца 130, как показано на фиг. 4а.

- 19 020981

Согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 140 расположено на расстоянии ϋ₂ от оси 112 вращения. Согласно этому варианту осуществления изобретения расстояние ϋ₂ соответствует внутреннему радиусу К₂ эластомерного уплотняющего кольца 140, как показано на фиг. 5а.

Согласно указанному варианту осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо 141 расположено на расстоянии Ό₃ от оси 112 вращения. Как упомянуто выше, расстояние Ό₃ может быть определено разнообразными способами. Согласно указанному варианту осуществления изобретения расстояние Ό₃ соответствует внутреннему радиусу К₃ эластомерного уплотняющего кольца 141, как показано на фиг. 9а. Согласно этому варианту осуществления изобретения расстояние Ό₃ примерно равно расстоянию ϋ₁. Однако согласно некоторым вариантам осуществления изобретения расстояние Ό₃ меньше расстояния Όί. Например, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения разность расстояний Όί и Ό₃ составляет от около 0,001 до около 0,050 дюйма.

На фиг. 10а представлена технологическая схема предлагаемого способа 200 обеспечения уплотнения долота для бурения грунта. Согласно указанному варианту осуществления изобретения способ 200 включает этап 201 обеспечения лапой и этап 202 обеспечения узлом уплотнения. Способ 200 включает этап 203 размещения уплотнительного узла таким образом, чтобы он формировал динамическое уплотнение с радиальной поверхностью зазора лапы. Уплотнительный узел содержит жесткое уплотняющее кольцо с удлиненным плечевым участком и укороченным плечевым участком, причем удлиненный плечевой участок сцепляется с радиальной поверхностью зазора лапы.

Следует отметить, что способ 200 может включать много других этапов. Например, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает размещение жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы укороченный плечевой участок продолжался вдоль осевой поверхности зазора лапы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает размещение жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок продолжался наружу от укороченного плечевого участка. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает размещение эластомерного уплотняющего кольца таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок находился между эластомерным уплотняющим кольцом и радиальной поверхностью зазора лапы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает монтаж режущей шарошки с лапой таким образом, чтобы жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо продолжались через зазор. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает монтаж режущей шарошки с лапой таким образом, чтобы обеспечивалось воздействие на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает монтаж режущей шарошки с лапой таким образом, что обеспечивается переход эластомерного уплотняющего кольца из несжатого состояния в сжатое состояние. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 200 включает размещение уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку лапы.

На фиг. 10Ь представлена технологическая схема предлагаемого способа 210 обеспечения уплотнения долота для бурения грунта. Согласно указанному варианту осуществления изобретения способ 210 включает этап 211 обеспечения лапой. Способ 210 включает этап 212 размещения жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы оно формировало динамическую уплотняющую поверхность с радиальной поверхностью зазора лапы. Жесткое уплотняющее кольцо имеет удлиненный плечевой участок и укороченный плечевой участок. Способ 210 включает этап 213 размещения эластомерного уплотняющего кольца таким образом, чтобы оно сцеплялось с твердым уплотняющим кольцом. Эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. При монтаже режущей шарошки с лапой эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается между эластомерным уплотняющим кольцом и осевой поверхностью зазора лапы. Удлиненный плечевой участок продолжается наружу от укороченного плечевого участка. Кроме того, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо сцепляется с удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения эластомерное уплотняющее кольцо переходит из несжатого состояния в сжатое состояние при сцеплении с удлиненным плечевым участком и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения уплотнительный узел зазора продолжается через зазор, ограниченный радиальной поверхностью зазора лапы и радиальной поверхностью зазора конуса. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения жесткое уплотняющее кольцо содержит желобок, который обращен к области пересечения между осевой и радиальной поверхностями зазора конуса режущей шарошки.

Следует отметить, что способ 210 может включать много других этапов. Например, согласно неко- 20 020981 торым вариантам осуществления изобретения способ 210 включает этап размещения уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку лапы. Согласно этим вариантам осуществления изобретения укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается от радиальной поверхности зазора лапы к уплотнительному узлу канавки. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 210 включает размещение уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку режущей шарошки.

На фиг. 11а представлена технологическая схема предлагаемого способа 220 изготовления долота для бурения грунта. Согласно указанному варианту осуществления изобретения способ 220 включает этап 221 обеспечения лапой. Способ 220 включает этап 222 обеспечения уплотнительным узлом зазора, который содержит жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо. Жесткое уплотняющее кольцо содержит удлиненный плечевой участок и укороченный плечевой участок, причем удлиненный плечевой участок продолжается наружу от укороченного плечевого участка. Кроме того, жесткое уплотняющее кольцо имеет в поперечном сечении Ь-образную форму и удлиненный плечевой участок длиннее укороченного плечевого участка. В общем, следует отметить, что уплотнительный узел зазора может быть изготовлен конечным пользователем или предоставлен конечному пользователю уже в готовом виде. Способ 220 включает этап 223 размещения уплотнительного узла зазора таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок формировал динамическое уплотнение с радиальной поверхностью зазора лапы.

Способ 220 может включать много других этапов. Например, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 220 включает этап размещения эластомерного уплотняющего кольца таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок располагался между эластомерным уплотняющим кольцом и радиальной поверхностью зазора лапы. Согласно этим вариантам осуществления изобретения способ 220 может включать этап монтажа режущей шарошки с лапой. Этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с режущей шарошкой таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо воздействовало на удлиненный плечевой участок по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. Этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с режущей шарошкой таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо переходило из несжатого состояния в сжатое состояние. В общем, следует отметить, что режущая шарошка может быть изготовлена конечным пользователем или предоставлена концевому пользователю уже в готовом виде. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 220 включает размещение уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку лапы.

Кроме того, этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо воздействовало на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. Этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо переходило из несжатого состояния в сжатое состояние.

Следует отметить, что этап монтажа режущей шарошки с лапой включает формирование зазора и уплотнительный узел зазора продолжается через зазор. В частности, жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо продолжаются через зазор. Зазор ограничен радиальной поверхностью зазора лапы и радиальной поверхностью зазора конуса, а также ограничен осевой поверхностью зазора лапы и осевой поверхностью зазора конуса. Кроме того, эластомерное уплотняющее кольцо ограничено удлиненным плечевым участком и укороченным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца, а также ограничено радиальной поверхностью зазора конуса и осевой поверхностью зазора конуса шарошки.

На фиг. 11Ь представлена технологическая схема предлагаемого способа 230 изготовления долота для бурения грунта. Согласно указанному варианту осуществления изобретения способ 230 включает этап 231 обеспечения лапой и этап 232 формирования канавки через лапу. В частности, канавка лапы сформирована таким образом, что она продолжается через сегмент цапфы лапы. Следует отметить, что согласно некоторым вариантам осуществления изобретения лапа предоставляется концевому пользователю с уже сформированной канавкой лапы. Способ 230 включает этап 233 размещения уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку лапы.

Способ 230 включает этап 234 обеспечения уплотнительным узлом зазора, который содержит жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо. Жесткое уплотняющее кольцо содержит удлиненный плечевой участок и укороченный плечевой участок, причем удлиненный плечевой участок продолжается наружу от укороченного плечевого участка. Кроме того, жесткое уплотняющее кольцо имеет в поперечном сечении Ь-образную форму и удлиненный плечевой участок длиннее укороченного плечевого участка. Способ 230 включает этап 235 размещения уплотнительного узла зазора таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок формировал динамическое уплотнение с радиальной поверхностью зазора лапы.

- 21 020981

Способ 230 может включать разнообразные этапы. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения способ 230 включает размещение уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку лапы. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ 230 включает этап размещения эластомерного уплотняющего кольца таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок располагался между эластомерным уплотняющим кольцом и радиальной поверхностью зазора лапы. Согласно этим вариантам осуществления изобретения способ 230 может включать этап монтажа режущей шарошки с лапой. Этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с режущей шарошкой таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо воздействовало на удлиненный плечевой участок по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. Этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с режущей шарошкой таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо переходило из несжатого состояния в сжатое состояние.

Кроме того, этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо воздействовало на удлиненный плечевой участок по направлению к радиальной поверхности зазора лапы. Этап монтажа режущей шарошки с лапой может включать сцепление эластомерного уплотняющего кольца с радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки таким образом, чтобы эластомерное уплотняющее кольцо переходило из несжатого состояния в сжатое состояние.

Следует отметить, что этап монтажа режущей шарошки с лапой включает формирование зазора. Уплотнительный узел зазора продолжается через зазор. В частности, жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо продолжаются через зазор. Зазор ограничен радиальной поверхностью зазора лапы и радиальной поверхностью зазора конуса, а также ограничен осевой поверхностью зазора лапы и осевой поверхностью зазора конуса шарошки. Кроме того, эластомерное уплотняющее кольцо ограничено удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и укороченным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца, а также ограничено радиальной поверхностью зазора конуса и осевой поверхностью зазора конуса.

Следует отметить, что этапы предлагаемых способов 200, 210, 220 и 230 могут быть выполнены в самом различном порядке. Кроме того, этапы предлагаемых способов 200, 210, 220 и 230 могут быть объединены друг с другом самым различным образом. Также следует отметить, что согласно обсужденным вариантам осуществления изобретения лапа может быть изготовлена конечным пользователем или лапа может быть предоставлена конечному пользователю уже в готовом виде. Кроме того, согласно обсужденным вариантам осуществления изобретения уплотнительный узел может быть изготовлен и/или собран конечным пользователем либо уплотнительный узел может быть предоставлен конечному пользователю уже изготовленным и/или собранным.

Описанные здесь варианты осуществления изобретения являются иллюстративными и для достижения, по существу, эквивалентных результатов могут быть произведены всевозможные модификации и изменения, не выходящие за рамки существа и объема настоящего изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Долото для бурения грунта, содержащее лапу, режущую шарошку, установленную в лапе, узел, обеспечивающий подвижное уплотнение радиальной поверхности зазора лапы и содержащий жесткое уплотняющее кольцо, имеющее удлиненный и укороченный плечевые участки, эластомерное уплотняющее кольцо, причем упомянутый укороченный плечевой участок расположен между эластомерным уплотняющим кольцом и осевой поверхностью зазора лапы, узел, обеспечивающий подвижное уплотнение, имеет зазор между укороченным плечевым участком и осевой поверхностью зазора лапы так, чтобы между ними не формировалось подвижное уплотнение, при этом удлиненный плечевой участок контактирует с радиальной поверхностью зазора лапы.
2. Долото по п.1, в котором эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца по направлению к радиальной поверхности зазора лапы.
3. Долото по п.2, в котором эластомерное уплотняющее кольцо размещено между удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки.
4. Долото по п.1, в котором укороченный плечевой участок располагается около осевой поверхности зазора лапы, а удлиненный плечевой участок продолжается наружу от укороченного плечевого участка.
5. Долото по п.4, в котором область пересечения удлиненного плечевого участка и укороченного плечевого участка обращена к области пересечения радиальной и осевой поверхностей зазора лапы.

- 22 020981
6. Долото по п.1, дополнительно содержащее уплотнительный узел канавки, который продолжается через канавку лапы.
7. Долото по п.1, дополнительно содержащее уплотнительный узел канавки, который продолжается через канавку режущей шарошки.
8. Долото для бурения грунта, содержащее лапу, режущую шарошку, закрепленную в лапе, узел, обеспечивающий подвижное уплотнение радиальной поверхности зазора лапы и содержащий жесткое уплотняющее кольцо, имеющее удлиненный и укороченный плечевые участки, эластомерное уплотняющее кольцо, упомянутый укороченный плечевой участок расположен между эластомерным уплотняющим кольцом и осевой поверхностью зазора лапы, при этом укороченный плечевой участок отдален от осевой поверхности зазора лапы так, чтобы не формировалось подвижное уплотнение, при этом эластомерное уплотняющее кольцо воздействует на удлиненный плечевой участок по направлению к радиальной поверхности зазора лапы, а укороченный плечевой участок имеет концевую поверхность, которая обращена к и отделена от радиальной поверхности зазора конуса режущей шарошки.
9. Долото по п.8, в котором укороченный плечевой участок продолжается между эластомерным уплотняющим кольцом и осевой поверхностью зазора лапы.
10. Долото по п.8, в котором жесткое уплотняющее кольцо содержит желобок, который обращен к области пересечения между осевой и радиальной поверхностями зазора конуса режущей шарошки.
11. Долото по п.8, в котором эластомерное уплотняющее кольцо сцепляется с удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки.
12. Долото по п.11, в котором эластомерное уплотняющее кольцо переходит из несжатого состояния в сжатое состояние при сцеплении с удлиненным плечевым участком жесткого уплотняющего кольца и радиальной поверхностью зазора конуса режущей шарошки.
13. Долото по п.11, в котором уплотнительный узел зазора продолжается через зазор, ограниченный радиальной поверхностью зазора лапы и поверхностями конуса режущей шарошки.
14. Долото по п.8, дополнительно содержащее уплотнительный узел канавки, продолжающийся через канавку лапы.
15. Долото по п.14, в котором укороченный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца продолжается от радиальной поверхности зазора лапы к уплотнительному узлу канавки.
16. Способ уплотнения долота для бурения грунта, включающий использование лапы, размещение уплотнительного узла с обеспечением подвижного уплотнения с радиальной поверхностью зазора лапы, образование зазора между уплотнительным узлом и осевой поверхностью зазора лапы, при этом уплотнительный узел содержит жесткое уплотняющее кольцо, имеющее удлиненный и укороченный плечевые участки, а удлиненный плечевой участок контактирует с радиальной поверхностью зазора лапы, при этом укороченный плечевой участок отдален от осевой поверхности зазора лапы так, что не формирует подвижное уплотнение, и имеет концевую поверхность, которая обращена к и отделена от радиальной поверхности зазора конуса режущей шарошки.
17. Способ по п.16, дополнительно включающий размещение жесткого уплотняющего кольца таким образом, чтобы укороченный плечевой участок продолжался вдоль осевой поверхности зазора лапы.
18. Способ по п.16, дополнительно включающий размещение эластомерного уплотняющего кольца таким образом, чтобы удлиненный плечевой участок жесткого уплотняющего кольца находился между эластомерным уплотняющим кольцом и радиальной поверхностью зазора лапы.
19. Способ по п.18, дополнительно включающий монтаж режущей шарошки с лапой таким образом, чтобы жесткое уплотняющее кольцо и эластомерное уплотняющее кольцо продолжались через зазор.
20. Способ по п.18, дополнительно включающий монтаж режущей шарошки с лапой таким образом, чтобы обеспечивалось воздействие на удлиненный плечевой участок по направлению к радиальной поверхности зазора лапы.
21. Способ по п.18, дополнительно включающий монтаж режущей шарошки с лапой таким образом, чтобы обеспечивался переход эластомерного уплотняющего кольца из несжатого состояния в сжатое состояние.
22. Способ по п.16, дополнительно включающий размещение уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку лапы.
23. Способ по п.13, дополнительно включающий размещение уплотнительного узла канавки таким образом, чтобы он продолжался через канавку режущей шарошки.