RU104613U1

RU104613U1 - DRILL BORING BIT

Info

Publication number: RU104613U1
Application number: RU2010154248/03U
Authority: RU
Inventors: Владимир Яковлевич Дуганов; Олег Борисович Бешевли; Надежда Алексеевна Архипова
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-05-20

Abstract

Буровое шарошечное долото, содержащее корпус с цапфами, шарошки, смонтированные на цапфах посредством большого роликового, шарикового подшипников качения, а также подшипников скольжения и защитный элемент, отличающееся тем, что каждая цапфа выполнена в виде отдельной детали и имеет хвостовик, размещенный и закрепленный в соответствующем отверстии корпуса, при этом в качестве защитного элемента используется крышка, установленная посредством стопорного кольца на кольцевом торце цапфы, а в подшипниковый узел дополнительно введен малый роликовый подшипник. A cone drill bit containing a housing with pins, cones mounted on pins by means of a large roller, ball bearings, as well as sliding bearings and a protective element, characterized in that each pivot is made as a separate part and has a shank placed and fixed in the corresponding the housing opening, in this case, a cover installed by means of a retaining ring on the annular end face of the journal is used as a protective element, and a small p is additionally introduced into the bearing assembly olive bearing.

Description

Полезная модель относится к породоразрушающему инструменту для бурения скважин, в частности, к шарошечным долотам.The invention relates to a rock cutting tool for drilling wells, in particular to cone bits.

Известно буровое шарошечное долото по а.с. СССР №1588857, Е21В 10/22, 1986 года, автор Синев С.В.Known drilling cone bit A.S. USSR No. 1588857, Е21В 10/22, 1986, author Sinev S.V.

Конструкция долота включает цапфу, на которой закреплена шарошка посредством замкового шарикового, большого роликового, малого и упорного подшипников скольжения. На цапфу навинчивается кольцо с беговой дорожкой для шарикового подшипника. Кольцо играет роль буртика и подпружинено относительно шарошки упругим элементом, который передает момент вращения от шарошки к кольцу. При транспортировке производится стопорение с целью предупреждения свинчивания.The design of the bit includes a trunnion on which the roller cone is fixed by means of a ball lock, a large roller, small and persistent plain bearings. A ring with a treadmill for a ball bearing is screwed onto the trunnion. The ring plays the role of a shoulder and is spring-loaded relative to the cone by an elastic element that transmits the moment of rotation from the cone to the ring. During transportation, a stop is made to prevent make-up.

Основным недостатком описанной конструкции является ее недолговечность, обусловленная возможностью попадания продуктов бурения во внутренние полости шарошки через кольцевой зазор между ней и цапфой.The main disadvantage of the design described is its fragility, due to the possibility of the penetration of drilling products into the internal cavities of the cone through the annular gap between it and the pin.

Наиболее близким техническим решением выработанным в качестве прототипа является шарошечное долото по а.с. СССР №1687761, Е21В 10/08, 1972 года автор А.Н.Попов.The closest technical solution worked out as a prototype is roller cone bit A. USSR No. 1687761, Е21В 10/08, 1972 by A.N. Popov.

Долото содержит корпус с цапфами, установленные на цапфах посредством подшипников шарошки и уплотнение, размещенное в проточке шарошки и представляющее собой набор шариков из твердых материалов, помещенных в густую смазку.The bit contains a housing with trunnions mounted on the trunnions by means of cone bearings and a seal located in the groove of the cone and representing a set of balls of solid materials placed in grease.

С конструктивными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус с цапфами, шарошки, смонтированные на цапфах посредством подшипникового узла и уплотнение, играющее роль защитного элемента.The following set of features of the prototype coincides with the design features of the utility model: a body with trunnions, cones mounted on trunnions by means of a bearing assembly and a seal playing the role of a protective element.

Недостатком прототипа является сложность конструкции корпуса, выполненного заодно с цапфами и недолговечность долота.The disadvantage of the prototype is the complexity of the design of the housing, made at the same time with the pins and the fragility of the bit.

Недолговечность долота связана с тем, что в процессе бурения все детали долота подвергаются интенсивному абразивному износу, как продуктами бурения, так и буровым раствором, который постепенно вымывает густую смазку из полостей подшипниковых узлов. Следствием недолговечности работы долота является снижение производительности процесса бурения.The durability of the bit is due to the fact that during the drilling process all the details of the bit are subjected to intense abrasive wear, both by the drilling products and the drilling fluid, which gradually leaches out the grease from the cavities of the bearing assemblies. The consequence of the short life of the bit is a decrease in the productivity of the drilling process.

Сущность полезной модели заключается в том, что буровое шарошечное долото содержит корпус с цапфами, на которых посредством подшипниковых узлов закреплены шарошки. В конструкции долота присутствует защитный элемент, который выполнен в виде крышки, установленной на кольцевом торце цапфы. Каждая цапфа имеет хвостовик, устанавливаемый и закрепляемый в процессе сборки в соответствующем отверстии корпуса. Кроме того, для повышения работоспособности долота в подшипниковые узлы каждой шарошки дополнительно введены малые роликовые подшипники.The essence of the utility model lies in the fact that the cone drill bit contains a housing with pins on which cones are fixed by means of bearing assemblies. In the design of the bit there is a protective element, which is made in the form of a cover mounted on the annular end face of the trunnion. Each trunnion has a shank installed and secured during assembly in the corresponding opening of the housing. In addition, to increase the working capacity of the bit, small roller bearings are additionally introduced into the bearing units of each cone.

Целью полезной модели является создание бурового шарошечного долота, которое позволит повысить производительность процесса бурения, а также обеспечит повышение технологичности изготовления и ремонта бурового инструмента.The purpose of the utility model is to create a rolling cone drill bit, which will increase the productivity of the drilling process, and will also increase the manufacturability of manufacturing and repair of drilling tools.

Поставленная цель достигается за счет того, что цапфа выполнена как отдельная от корпуса деталь с хвостовиком, размещаемым и закрепляемым в соответствующем отверстии корпуса, при этом в качестве защитного элемента используется крышка, закрепленная на кольцевом торце цапфы посредством стопорного кольца, а в подшипниковый узел дополнительно введен малый роликовый подшипник.This goal is achieved due to the fact that the trunnion is made as a part separate from the housing with a shank placed and secured in the corresponding hole of the housing, while a cover fixed to the annular end of the trunnion by means of a locking ring is used as a protective element, and it is additionally inserted into the bearing assembly small roller bearing.

Выполнение цапфы, как отдельной детали с хвостовиком обеспечивает разъемность конструкции корпуса с цапфой. Такое конструктивное решение значительно повышает технологичность изготовления цапфы и корпуса и обеспечивает возможность ремонта шарошечного долота, путем замены рабочего узла (одного или нескольких)The execution of the trunnion, as a separate part with a shank provides detachability of the housing structure with the trunnion. This design solution significantly increases the manufacturability of the trunnion and the housing and provides the ability to repair roller cone bits by replacing the working unit (one or more)

Кроме того, при такой конструкции корпуса и цапфы появляется возможность установить защитный элемент в виде крышки между корпусом и цапфой. Крышка, установленная на кольцевом торце цапфы, обеспечивает защиту полости подшипникового узла цапфы от воздействия абразивной среды, а также удерживает консистентную смазку в подшипниковой полости, что способствует повышению долговечности работы шарошечного долота и, как следствие, повышению производительности процесса бурения.In addition, with this design of the housing and the trunnion, it becomes possible to install a protective element in the form of a cover between the housing and the trunnion. The cover mounted on the annular end face of the trunnion protects the cavity of the trunnion bearing assembly from the influence of an abrasive medium, and also keeps grease in the bearing cavity, which increases the durability of the roller cone and, as a result, increases the productivity of the drilling process.

Снабжение подшипникового узла дополнительным малым роликовым подшипником обеспечивает равномерное распределение нагрузки между двумя разнесенными опорами, что положительно влияет на работоспособность и долговечность шарошечного долота.Providing the bearing assembly with an additional small roller bearing ensures even load distribution between the two spaced bearings, which positively affects the performance and durability of the cone bit.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где показано буровое шарошечное долото, общий вид.The essence of the utility model is illustrated by graphic material, which shows the cone drill bit, a general view.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1, с выполненными в нем отверстиями для установки рабочих узлов. Каждый рабочий узел состоит из цапфы 2 с хвостовиком и шарошки 3, смонтированной на цапфе 2 посредством замкового шарикового подшипника 4. В подшипниковый узел также входят большой роликовый подшипник 5, малый роликовый подшипник 6 и упорный подшипник скольжения 7. В цапфе 2 выполнен канал к беговой дорожке замкового шарикового подшипника 4, который в процессе монтажа рабочего узла закрывается, например, резьбовой пробкой 8. На кольцевом торце цапфы 2 установлена защитная крышка 9, зафиксированная стопорным кольцом 10.The cone drill bit comprises a housing 1, with holes made therein for mounting work units. Each working unit consists of a pin 2 with a shank and a cone 3 mounted on the pin 2 by means of a lock ball bearing 4. The bearing unit also includes a large roller bearing 5, a small roller bearing 6 and a thrust sliding bearing 7. In the pin 2, a channel to the running track lock ball bearing 4, which during installation of the working node is closed, for example, by a screw plug 8. At the annular end of the axle 2 is installed a protective cover 9, fixed by the locking ring 10.

Долото монтируется и работает следующим образомThe bit is mounted and works as follows

На цапфе 2 в консистентной смазке размещаются тела качения большого роликового подшипника 5 и малого роликового подшипника 6. На шарошку 3 монтируется упорный подшипник скольжения 7. Затем шарошка 3 собирается с цапфой 2 до сопряжения рабочих поверхностей подшипника скольжения 7. После этого шарошка 3 фиксируется на цапфе 2 с помощью замкового шарикового подшипника 4. Шарики подшипника 4 вводятся в подшипниковую полость, образованную беговыми дорожками на цапфе 2 и шарошке 3, одним из известных способов, например через канал в цапфе 2 с последующим закрытием его резьбовой пробкой 8.On the axle 2, the rolling elements of the large roller bearing 5 and the small roller bearing 6 are placed in the grease. The thrust sliding bearing 7 is mounted on the roller cone 3. Then the roller cone 3 is assembled with the axle 2 until the working surfaces of the sliding bearing 7 are joined 7. After that, the roller cone 3 is fixed on the axle 2 by means of a lock ball bearing 4. Balls of bearing 4 are inserted into the bearing cavity formed by treadmills on axle 2 and cone 3, using one of the known methods, for example, through a channel in axle 2 followed by it closing its threaded plug 8.

После этого на кольцевом торце цапфы 2 крепится крышка 9, которая выполняет роль защитного элемента, и фиксируется стопорным кольцом 10. На этом завершается сборка рабочего узла. Затем каждый из собранных рабочих узлов крепится в соответствующем отверстии корпуса 1 бурового шарошечного долота. Крепление может осуществиться путем установки хвостовиков цапф в отверстия корпуса по посадке с натягом или при свободной установке хвостовиков с последующей сваркой.After that, on the annular end face of the axle 2, a cover 9 is attached, which acts as a protective element, and is fixed by the locking ring 10. This completes the assembly of the working unit. Then, each of the assembled work units is mounted in the corresponding hole in the housing 1 of the drill bit. The fastening can be carried out by installing the shanks of the pins in the holes of the housing to fit tightly or with the free installation of the shanks with subsequent welding.

В процессе работы бурового шарошечного долота его детали подвержены интенсивному абразивному износу. При этом износ крышки 10 осуществляется только по ее наружной поверхности, что не влияет на ее функциональное назначение. На протяжении всего срока службы рабочего узла крышка 10 препятствует попаданию абразивной пыли в подшипниковую полость, удерживает в этой полости консистентную смазку и тем самым исключает абразивный износ подшипников. Эксплуатационный износ большого роликового подшипника 5 приводит к появлению зазоров в подшипниковом узле и возникновению динамических ударных нагрузок. Наличие в подшипниковом узле малого роликового подшипника 6 обеспечит перераспределение радиальной нагрузки, что значительно уменьшит износ большого подшипника 6, и снизит влияние зазоров на величину динамических нагрузок.During the operation of the cone bit, its parts are subject to intense abrasive wear. Moreover, the wear of the cover 10 is carried out only on its outer surface, which does not affect its functional purpose. Throughout the entire service life of the working unit, the cover 10 prevents the abrasive dust from entering the bearing cavity, retains grease in this cavity and thereby eliminates the abrasive wear of the bearings. Operational wear of a large roller bearing 5 leads to the appearance of gaps in the bearing assembly and the occurrence of dynamic shock loads. The presence of a small roller bearing 6 in the bearing assembly will ensure redistribution of the radial load, which will significantly reduce the wear of the large bearing 6, and reduce the influence of the clearances on the magnitude of the dynamic loads.

При необходимости ремонта бурового шарошечного долота любой из рабочих узлов может быть заменен путем разборки корпуса 1 и хвостовика цапфы 2 с последующим креплением в отверстии корпуса нового рабочего узла.If it is necessary to repair the rolling cone bit, any of the working units can be replaced by disassembling the housing 1 and the shank of the pin 2 with subsequent fastening in the opening of the housing of the new working unit.

Claims

A cone drill bit containing a housing with pins, cones mounted on pins by means of a large roller, ball bearings, as well as sliding bearings and a protective element, characterized in that each pivot is made as a separate part and has a shank placed and fixed in the corresponding the housing opening, in this case, a cover installed by means of a retaining ring on the annular end face of the journal is used as a protective element, and a small p is additionally introduced into the bearing assembly olive bearing.