Przedmiotem wynalazku jest swider gryzowy majacy ulozyskowanie gryzów o duzej trwalosci.Obrotowy swider gryzowy jest przystosowany do polaczenia z dolnym segmentem obrotowej zerdzi wiertniczej. W trakcie obrotów zerdzi wiertniczej swider rozdrabnia material zloza tworzac otwór wiertniczy. Swider zawiera trzy oddzielne ramiona, skierowane pod katem do dolu wzgle¬ dem kadluba swidra. Dolny koniec kazdego ramienia ma postac sworznia lozyskowego lub lacznika. Na kazdym sworzniu lozyskowym jest osadzony gryz stozkowy, przystosowany do obracania sie wzgledem sworznia. Gryzy stozkowe zawieraja zespoly tnace umieszczone na ich powierzchniach zewnetrznych.Swider musi byc przystosowany do pracy w bardzo ciezkich warunkach i rozmiary oraz geometria swidra sa ograniczone charakterystykami roboczymi. Jednoczesnie wzgledy ekonomi¬ czne wydobycia ropy naftowej wymagaja zwiekszonej trwalosci i lepszego dzialania swidra. W celu ulepszenie swidra stosowano nowe lub ulepszone materialy, z których wykonywano zespoly tnace gryzów stozkowych, zwiekszajac trwalosc gryzów stozkowych. Powodowalo to, ze pierwszy ulegal zniszczeniu zespól lozyskowy. W rezultacie powstalo zapotrzebowanie na zespól lozyskowy umoz¬ liwiajacy zwiekszenie trwalosci swidra.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 746405 zespól smaru¬ jacy i uszczelniajacy swidra wiertniczego. Srodki smarujace czopa oraz uszczelka, która z nimi wspólpracuje zapewniaja smarowanie w czasie calego okresu trwalosci gryza wiertniczego, zapo¬ biegajac jednoczesnie przedostawaniu sie materialów obcych z pluczki wiertniczej oraz otaczaja¬ cych swider formacji ziemnych. Czop lozyskowy ma postac cylindra, z odpowiednio umieszczonym wybraniem lub wybraniami bez wzgledu na zdolnosci swidra do przenoszenia obciazen, przy czym zespól jest utrzymywany w polozeniu roboczym przy pomocy pojedynczego elementu wspóldziala¬ jacego z zespolem smarujacym, zapewniajacego wlasciwe polozenie osiowe gryza obrotowego.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 890018 obrotowy swider do skal majacy zespól smarujacy wyposazony we wkladke. Uklad zapewnia podawanie smaru do obciazonego punktu styku pomiedzy sworzniem lozyskowym i obrotowym gryzem swidra. Gryz jest osadzony obrotowo na sworzniu lozyskowym. W wewnetrznej powierzchni gryza jest wykonane co najmniej jedno wybranie mieszczace wkladke. Wkladka jest usytuowana w2 120 433 wybraniu zas pod nia znajduje sie element elastyczny.W miare obrotu gryza wkladka wtlacza smar na powierzchnie obciazona styku pomiedzy sworzniem lozyskowym i wewnetrzna powierzchnia gryza.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4061 376 zespól lozy¬ skowy swidra do skal. Swider do skal ma obrotowy gryz stozkowy osadzony na nieruchomym wale lozyskowym, w którym obciazenia promieniowe sa przenoszone przez cylindryczne lozysko. Czesc nieruchomego walu przenoszacego sily tarcia ma rowek rozciagajacy sie na obrzezu walu. Rowek jest wypelniony materialem lozyskowym na luku dolnej czesci walu przenoszacej obciazenia.Pozostala niewypelniona czesc rowka jest polaczona z kanalem zasilajacym doprowadzajacym smar, wykonanym w kadlubie swidra, przy czym zbiorniczek kompensacyjny smaru pod cisnie¬ niem wykonany w korpusie swidra doprowadza smar do lozyska.Zgodnie z rozwiazaniem wedlug wynalazku kadlub swidra zawiera co najmniejjeden sworzen lozyskowy, na którym jest osadzony obrotowy, stozkowy gryz, przy czym sworzen lozyskowy ma powierzchnie obciazona, usytuowana wspólosiowo z jego osia centralna i powierzchnie nieobcia- zona, usytuowana mimosrodowo wzgledem osi centralnej. Ponadto swider zawiera pierscien uszczelniajacy o przekroju kolowym, osadzony pomiedzy sworzniem lozyskowym i gryzem.Sworzen lozyskowy ma taki ksztalt, ze luz pomiedzy powierzchnia obciazona sworznia lozyskowego i gryzem jest mniejszy niz luz pomiedzy powierzchnia nieobciazona sworznia lozysko¬ wego i gryzem.Korzystnie w powierzchni obciazonej sworznia lozyskowego jest wykonane wybranie wypel¬ nione materialem lozyskowym.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia jedno ramie obrotowego swidra do skal wykonanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem, w widoku z boku, fig. 2 — gryz stozkowy swidra i sworzen lozyskowy w przekroju poprzecznym.Swider 10 (fig. 1) ma trzy stozkowe, uszczelnione lozyska. Ponadto swider 10 zawiera kadlub 11 majacy górna, gwintowana czesc 12. Gwintowana czesc 12 umozliwia polaczenie swidra 10 z dolnym koncem obrotowej zerdzi wiertniczej (nie pokazanej). Z kadluba 11 swidra 10 wystaja trzy identyczne ramiona, z których na fig. 1 pokazano tylko ramie 13. Dolny koniec kazdego z ramoin 13 jest zaopatrzony w wydluzony sworzen lozyskowy, zawierajacy czesc czopowa.Na trzech sworzniach lozyskowych wystajacych z ramion sa osadzone obrotowo trzy obro¬ towe gryzy stozkowe. Gryz 14 jest pokazany na fig. 1. Kazdy z gryzów zawiera zespól tnacy, znajdujacy sie na jego powierzchni zewnetrznej, przeznaczony do rozdrabniania wierconego zloza gdy swider 10 obraca sie i przesuwa do przodu. Pokazano zespól tnacy w postaci wkladek 15 z weglika wolframu. Oczywiscie mozliwe jest stosowanie innych zespolów tnacych na gryzach stozkowych, przykladowo zebów stalowych.Swider 10 zawiera kanal centralny przechodzacy wzdluz osi centralnej kadluba 11, umozliwia¬ jacy doprowadzanie pluczki wiertniczej z górnej sekcji wiertniczej zerdzi (nie pokazanej) w dól przez dysze za gryzy stozkowe. W trakcie eksploatacji swider 10 jest opuszczony wraz z obrotowa zerdzia wiertnicza do otworu wiertniczego, az do zetkniecia gryzów stozkowych z dnem otworu wiertniczego. Przy zetknieciu z dnem otworu wiertniczego, zerdz wiertnicza obraca sie wraz ze swidrem 10. Pluczka wiertnicza jest tloczona do dolu przez kanal wewnetrzny obrotowej zerdzi wiertniczej za pomoca pomp szlamowych usytuowanych na powierzchni. Pluczka wiertnicza przeplywa przez kanal centralny swidra 10, przechodzac przez dysze za zespolem tnacym gryzów na dno otworu wiertniczego, a nastepnie do góry przez komore pierscieniowa utworzona pomiedzy zerdzia wiertnicza i scianka otworu wiertniczego, przenoszace ze soba urobek orazgruz powstaly w czasie operacji wiercenia.Zespól lozyskowy swidra musi zapewniac swobodne obracanie sie stozkowych gryzów w ciezkich warunkach operacji wiercenia. Zespól lozyskowy wedlug wynalazku zapewnia zwieksze¬ nie trwalosci swidra, wytrzymujacego warunki wystepujace przy wierceniu glebokich otworów.Wydluzona dolna czesc ramienia 13 tworzy sworzen lozyskowy 18 zawierajacy czop oraz obrotowy gryz 14 osadzony na czopie. Pomiedzy gryzem i sworzniem lozyskowym wystepuje zmniejszony luz, zapewniajacy rozlozenie obciazenia na wiekszej przestrzeni. Powoduje to rozlozenie obciaze-120433 3 nia ze styku liniowego na wieksza powierzchnie, zmniejszajac obciazeniejednostkowe,a w rezulta¬ cie zmniejszajac zuzycie czopa. Rozlozenie obciazenia zmniejsza ilosc ciepla powstajaca w lozysku oraz zmniejsza rozproszenie smaru, które mogloby spowodowac nadmierne cisnienie w lozysku.Zmniejszony luz pomiedzy czopem i gryzem 14 pochlania wstrzasy pomiedzy stykajacymi sie ze soba powierzchniami podczas gwaltownych drgan pionowych w czasie wiercenia. Znane lozyska wywoluja mimosrodowy bieg czopów i gryzów, co powoduje nadmierne sciskanie gumowego pierscienia, o przekroju kolowym, w strefie obciazonej oraz niedostateczne sciskanie pierscienia w strefie nieobciazonej czopa. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem linia srodkowaczopa pokrywa sie z linia srodkowa gryza, zapewniajac bardziej równomierne sciskanie pierscienia uszczelniajacego.Nieobciazona czesc sworznia lozyskowego zawiera segment obrabiany mimosrodowo, ma wiec ona wiekszy luz zapewniajacy lepszy rozklad smaru.Szereg lozysk kulkowych (nie pokazanych) usytuowanych pomiedzy biezniami 16,17 zapew¬ nia obrotowe zablokowanie gryza 14 na sworzniu lozyskowym 18. Gryz 14 osadza sie na sworzniu lozyskowym 18 a nastepnie naklada sie lozyska kulkowe przez kanal wykonany w ramieniu 13. Po zalozeniu lozysk kulkowych kanal zatyka sie za pomoca przyspawanego korka. Elystyczny pier¬ scien uszczelniajacy 9 tworzy uszczelnienie pomiedzy gryzem 14 i sworzniem lozyskowym 18, zapobiegajace stratom smaru lub zanieczyszczeniu smaru materialami znajdujacymi sie w otworze wiertniczym. Zewnetrzna czesc sworznia lozyskowego 18 ma wybranie po stronie obciazonej.Wybranie to jest wypelnione twardym metalem lozyskowym, zewnetrzna czesc sworznia lozysko¬ wego 18 wspólpracuje z zewnetrzna czescia 20 powierzchni lozyskowej wewnatrz gryza 14.Jeden z problemów z uszczelnieniem znanego swidra do skal wiaze sie z luzem pomiedzy czopem i gryzem. Gdy dolna czesc czopa styka sie zgryzem na dnie otworu wiertniczego, caly luz wystepuje na nieobciazonej stronie lozyska, wywolujac zwiekszenie sciskania pierscienia uszczel¬ niajacego 9 o przekroju kolowym, po stronie obciazonej oraz zmniejszenie sciskania pierscienia po stronie nieobciazonej. Niniejszy wynalazek zapewnia koncentryczny bieg gryza stozkowego oraz wyrównuje sciskanie pierscienia. Dolna, obciazona powierzchnia czopa obraca sie koncentrycznie z powierzchnia uszczelniajaca (cylindryczna) gryza stozkowego, wywolujac zrównowazone sciska¬ nie pierscienia uszczelniajacego o przekroju kolowym zarówno na górnej, nieobciazonej jak i na obciazonej powierzchni lozyska.Na figurze 2 przedstawiono przekrój sworznia lozyskowego 18. W czesci czopowej sworznia lozyskowego 18 jest wykonane wybranie 21. W wybraniu 21 jest osadzony material lozyskowy 19, który jest obrabiany tak, ze pokrywa sie z powierzchnia czopa po obciazonej stronie czopa. Na górnej, nieobciazonej stronie sworznia lozyskowego 18 powstaje komora 24 mieszczaca smar. Os centralna 22 obciazonej strony sworznia lozyskowego oraz os centralna 23 nieobciazonej strony sworznia lozyskowego 18 sa przesuniete wzgledem siebie.Obciazona strona czopa odpowiada zarysowi lozyska stozkowego zapewniajac wieksza powierzchnie przenoszenia obciazenia oraz wieksza trwalosc lozyska. Zmniejszony luz pomiedzy gryzem 14 i czopem 18 wokól dolnej polowy czopa 18 podtrzymuje czop na powierzchni bliskiej rzutu powierzchni srednicowej czopa 18. Wymagany luz pomiedzy dwoma czlonami uzyskuje sie przez mimosrodowe szlifowanie lub obróbke skrawaniem górnej polowy czopa 18. Umozliwia to rozlozenie obciazenia ze styku liniowego na szersza powierzchnie oraz zmniejszenie obciazenia jednostkowego, co powoduje zmniejszone zuzycie czopa. Rozlozenie obciazenia zmniejszy ilosc ciepla powstajaca w lozysku oraz zmniejszy proces rozdrabniania smaru, który móglby spowodo¬ wac nadmierny wzrost cisnienia w znanych lozyskach. Zmniejszony luz pomiedzy czopem i gryzem bedzie mial dzialanie tlumiace lub pochlaniajace wstrzasy, pomiedzy stykajacymi sie powierzch¬ niami, podczas gwaltownych drgan pionowych w trakcie wiercenia.Wybranie 21 jest wyciete w czesci czopowej sworznia lozyskowego 18. Material lozyskowy 19 jest nakladany w wybraniu 21. Material lozyskowy 19 jest szlifowany lub obrabiany skrawaniem tak, ze pokrywa sie z powierzchnia czopa po stronie obciazonej czopa. Szlifowanie lub obróbka skrawaniem strony obciazonej oraz nieobciazonej czopa jest realizowana wokól osi 22 i 23. Stosuje sie promien Rl dla strony obciazonej czopa i promien R2 dla strony nieobciazonej czopa. Promie¬ nie Rl i R2 moga byc równe jednak nalezy zwrócic uwage, ze osie 22 i 23 promieni Rl i R2 sa przesuniete wzgledem siebie. Przesuniecie wynosi przy luzie 0,1 mm od 0,02 do 0,14 mm w komorze4 120 433 24. Os centralna sworznia lozyskowego 18 lezy w osi 22. Zapewnia to zmniejszenie luzu pomiedzy gryzem stozkowym i obciazona powierzchnia czopa, co umozliwia rozklad obciazenia na wiekszej przestrzeni. Luz po stronie obciazonej wynosi 0,02 mm. Nieobciazona czesc czopa ma wiekszy luz co ulatwia rozlozenie smaru i zapewnia luz wymagany aby zapobiec zakleszczeniu sie czopa i gryza.Niniejszy wynalazek poprawia dzialanie uszczelniajace pierscienia uszczelniajacego 9 o przek¬ roju kolowym. W znanych rozwiazaniach zespolów lozyskowych czop i gryz obracaja sie mimosro- dowo, co powoduje nadmierne sciskanie pierscienia gumowego uszczelniajacego, o przekroju kolowym, w strefie obciazonej oraz zmniejszone lub niedostateczne sciskanie w strefie nieobciazo- nej czopa. Niniejszy wynalazek umozliwia pokrywanie sie linii centralnej czopa 10 i linii centralnej gryza 14, co powoduje bardziej równomierny rozklad sciskania uszczelki pierscieniowej o przek¬ roju okraglym. Dzieki ulepszonemu rozkladowi obciazen, trwalosc i dzialanie uszczelki ulega poprawie.Zastrzezenia patentowe 1. Swider gryzowy, znamienny tym, ze kadlub (U) swidra zawiera co najmniej jeden sworzen lozyskowy (18), na którym jest osadzony obrotowy, stozkowy gryz (14) przy czym sworzen lozyskowy (18) ma powierzchnie obciazona, usytuowana wspólosiowo z jego osia centralna (22) i powierzchnie nieobciazona, usytuowana mimosrodowo wzgledem osi centralnej (22), oraz pier¬ scien uszczelniajacy (9) o przekroju kolowym, osadzony pomiedzy sworzniem lozyskowym (18) i gryzem (14). 2. Swider wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sworzen lozyskowy (18) ma taki ksztalt, ze luz pomiedzy powierzchnia obciazona sworznia lozyskowego (18) i gryzem (14) jest mniejszy niz luz pomiedzy powierzchnia nieobciazona sworznia lozyskowego (18) i gryzem (14). 3. Swider wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze w powierzchni obciazonej sworznia lozysko¬ wego (18) jest wykonane wybranie (21) wypelnione materialem lozyskowym (19).120433 FIG. I PL PL PL