RU1686869C

RU1686869C - Sealing unit of drill bit bearing

Info

Publication number: RU1686869C
Authority: RU
Inventors: Р.М. Богомолов; А.С. Климанов; Л.В. Заболотный
Original assignee: Специальное конструкторское бюро по долотам Самарского долотного завода
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: drill bits. SUBSTANCE: arranged on large base 6 of shell 2 are inserts 7 whose hardness exceeds that of material of shell 2. Inserts 7 may be made of antifriction material. During operation, inserts 7 become exposed due to leading wearing of shell 2 and take up larger load to equalize contact pressure exerted on shell 2 and inserts 7. Wear of shell 2 is slowed down due to higher hardness of inserts 7 to ensure higher efficiency of sealing unit. EFFECT: higher efficiency of sealing unit of drill bit bearing due to reduced wear of components. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к буровым долотам, а именно к опорам шарошечных долот. The invention relates to drill bits, namely, supports cone bits.

Известна опора шарошечного долота, в которой герметизирующий узел выполнен в виде облицованного эластичным материалом пружинного металлического кольцевого остова в виде расположенных вдоль его образующей лепестков, соединенных по меньшему диаметру перемычками и установленных с возможностью взаимодействия по меньшему диаметру с основанием цапфы, а по большему - с торцом шарошки. Узел снабжен также жестким кольцом, прикрепленным к лепесткам остова со стороны его больше диаметра. Достоинством такого кольца является возможность подбора материала значительно более стойкого к абразивному износу, чем, например, резина. A support of a cone bit is known, in which the sealing unit is made in the form of a spring metal annular skeleton lined with elastic material in the form of petals located along its generatrix, connected by a smaller diameter with jumpers and installed with the possibility of interaction along a smaller diameter with the base of the axle, and at the larger end cones. The node is also equipped with a rigid ring attached to the petals of the skeleton on the side of its larger diameter. The advantage of such a ring is the possibility of selecting a material that is much more resistant to abrasive wear than, for example, rubber.

Обеспечить герметизацию в месте соединения подвижных металлических лепестков, эластичного материала и металлического торцового кольца очень трудно из-за нетехнологичности их изготовления. It is very difficult to ensure sealing at the junction of movable metal petals, elastic material and a metal end ring due to the low technological quality of their manufacture.

Известна опора шарошечного долота с уплотнительным тарельчатым кольцом. Это кольцо имеет тарельчатый металлический каркас с обрезиненными со всех сторон поверхностями: со стороны шарошки - радиальными, со стороны торца лапы - торцовой. За счет упругой деформации каркаса и резины осуществляется герметизация на торцовой поверхности шарошки, а также компенсация износа резинового слоя герметизирующего кольца при бурении. Known support cone bit with a sealing disk ring. This ring has a dish-shaped metal frame with rubberized surfaces on all sides: from the cone side - radial, from the side of the end of the paw - end. Due to the elastic deformation of the frame and rubber, sealing is carried out on the end surface of the cone, as well as compensation for the wear of the rubber layer of the sealing ring during drilling.

К недостаткам указанного уплотнительного кольца следует отнести относительно быстрый износ резинового слоя, находящегося в контакте с поверхностью торца шарошки. Взаимосвязанная деформация каркаса с износом резины влечет за собой дополнительную нагрузку на резиновый герметизирующий слой, что ускоряет износ резины. The disadvantages of this o-ring should include a relatively rapid wear of the rubber layer in contact with the surface of the end of the cone. The interconnected deformation of the frame with the wear of the rubber entails an additional load on the rubber sealing layer, which accelerates the wear of the rubber.

Целью изобретения является повышение эффективности узла за счет уменьшения износа элементов. The aim of the invention is to increase the efficiency of the node by reducing wear of the elements.

Достигается это тем, что в уплотнительном кольце на общем поле обрезиненной, контактирующей с шарошкой уплотнительной поверхности, вровень с последней выполнены опорные участки твердостью, превышающей твердость резины, например, в виде выступов металлического каркаса. Опорные участки регулируют нагрузку, приходящуюся на резиновый слой. This is achieved by the fact that in the sealing ring on the common field of the rubberized sealing surface in contact with the roller cone, support sections are made flush with the latter with hardness exceeding the hardness of the rubber, for example, in the form of protrusions of a metal frame. The supporting sections regulate the load attributable to the rubber layer.

На фиг.1 показан герметизирующий узел опоры бурового долота; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант выполнения герметизирующей опоры; на фиг.4 - сечение по Б-Б на фиг.3. Figure 1 shows the sealing site of the support of the drill bit; figure 2 is a section along aa in figure 1; figure 3 is an embodiment of a sealing support; figure 4 is a section along BB in figure 3.

Герметизирующий узел опоры бурового долота содержит металлический каркас 1 в виде тарельчатой пружины, расположенной внутри оболочки 2 из эластичного материала. Последняя установлена в кольцевой проточке цапфы 3 с возможностью взаимодействия с торцом шарошки 5 большим основанием 6. На большем основании 6 оболочки 2 расположены вставки 7 твердостью, превышающей твердость материала оболочки 2. Вставки 7 могут быть выполнены из антифрикционного материала. Вставки 7 могут выполняться и не из материала каркаса 1, а отдельными элементами из износостойких инструментальных сталей, вольфрамо-кобальтовых сплавов и др., а закреплены посредством пайки, сварки или с помощью заделки внутрь оболочки 2. Поперечное сечение вставок может быть различным, например прямоугольным. The sealing site of the support of the drill bit contains a metal frame 1 in the form of a disk spring located inside the shell 2 of elastic material. The latter is installed in the annular groove of the axle 3 with the possibility of interaction with the end of the cutter 5 by a large base 6. On the larger base 6 of the shell 2 there are inserts 7 with a hardness exceeding the hardness of the material of the shell 2. The inserts 7 can be made of antifriction material. The inserts 7 can be made not only from the material of the frame 1, but by individual elements from wear-resistant tool steels, tungsten-cobalt alloys, etc., and are fixed by soldering, welding or by sealing inside the shell 2. The cross section of the inserts can be different, for example, rectangular .

В процессе работы узла происходит износ оболочки 2 и вставок 7. За счет опережающего износа оболочки 2 вставки 7 обнажаются и начинают воспринимать большую нагрузку. Это ведет к их более быстрому износу до тех пор, пока контактные давления снизятся до первоначального значения. Поскольку перераспределение давлений и износа происходит в пределах высоты микронеровностей поверхностей оболочки 2 и вставок 7, а величины зон износа занимают лишь небольшую часть от общей уплотняющей поверхности, герметизация не нарушается. За счет более высокой твердости и износостойкости вставок 7 скорость износа оболочки 2 и вставок 7 замедляется, что обеспечивает герметизирующему узлу высокую эффективность. During operation of the unit, the shell 2 and inserts 7 wear. Due to the advanced wear of the shell 2, the inserts 7 are exposed and begin to absorb a large load. This leads to their faster wear until the contact pressure decreases to its original value. Since the redistribution of pressure and wear occurs within the height of the microroughness of the surfaces of the shell 2 and inserts 7, and the values of the wear zones occupy only a small part of the total sealing surface, the sealing is not broken. Due to the higher hardness and wear resistance of the inserts 7, the wear rate of the shell 2 and inserts 7 is slowed down, which provides the sealing unit with high efficiency.

Claims

1. A SEALING UNIT OF A DRILL BIT SUPPORT, comprising a metal frame in the form of a disk spring located inside a shell of elastic material installed in the annular groove of the journal with the possibility of interaction with a large base with the end of the cutter, characterized in that, in order to increase the efficiency of the node due to the reduced wear elements, it is equipped with located on a larger base of the insert with a hardness exceeding the hardness of the shell material.

2. The node according to claim 1, characterized in that the insert is made of antifriction material.