RU2096578C1 - Roller cutter bit - Google Patents
Roller cutter bit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096578C1 RU2096578C1 RU96102809A RU96102809A RU2096578C1 RU 2096578 C1 RU2096578 C1 RU 2096578C1 RU 96102809 A RU96102809 A RU 96102809A RU 96102809 A RU96102809 A RU 96102809A RU 2096578 C1 RU2096578 C1 RU 2096578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- cone
- bore
- sealing element
- sealing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике, а именно к шарошечным породоразрушающим инструментам для буровой скважины. The invention relates to drilling equipment, namely to cone rock cutting tools for a borehole.
Известно буровое шарошечное долото с опорами типа АУ, уплотнения которых выполнены в виде резиновых колец, установленных в полости, образованной торцами большого подшипника скольжения и лапы и цилиндрическими поверхностями цапфы и шарошки [1]
Недостатком этого долота является низкая надежность уплотнения при повышенных частотах вращения и в условиях образования люфтов в результате износа подшипников опоры. При повышенных частотах вращения долота в контакте трения металл резина возникает высокая температура, вызывающая деструкцию резины и ее интенсивное изнашивание, которое приводит в конечном счете к разгерметизации опоры и ее отказу. Степенная зависимость скорости изнашивания рабочих поверхностей подшипников от удельной мощности трения обуславливает при повышенных частотах вращения ускоренный рост люфтов и локальный износ уплотнений, который ускоряет их отказ. Эти явления обусловили требования, согласно которым долота с опорами типа АУ можно экструдировать только при низких частотах вращения (см. РД-39-0148052-535-86, -М. ВНИИБТ, 1987).Known cone drill bit with supports type AU, the seals of which are made in the form of rubber rings installed in the cavity formed by the ends of the large sliding bearings and legs and the cylindrical surfaces of the axle and roller cone [1]
The disadvantage of this bit is the low reliability of the seal at high speeds and in the formation of backlash as a result of wear of the bearings of the support. At increased bit rotation frequencies, a high temperature occurs in the friction metal-rubber contact, causing destruction of the rubber and its intensive wear, which ultimately leads to depressurization of the support and its failure. The power-law dependence of the wear rate of the bearing working surfaces on the specific friction power causes, at higher rotational speeds, accelerated backlash growth and local wear of the seals, which accelerates their failure. These phenomena determined the requirements according to which bits with AU type supports can be extruded only at low rotational speeds (see RD-39-0148052-535-86, -M. VNIIBT, 1987).
Известно шарошечное долото, содержащее лапу с цапфой, шарошку, установленную на цапфе с помощью подшипников качения и скольжения, и узел герметизации, состоящий из установленной с натягом на царфе втулки между торцами подшипника скольжения и лапы с возможностью вращения относительно цапфы, и уплотнительного элемента, установленного в расточке шарошки между наружной поверхностью втулки и поверхностью расточки с возможностью взаимодействия с поверхностью лапы у основания цапфы [2] Такая установка уплотнительного элемента исключает его радиальное изнашивание. Оно изнашивается только по торцу. A cone bit is known comprising a paw with a pin, a cone mounted on the pin using rolling and sliding bearings, and a sealing assembly consisting of a sleeve mounted with an interference fit between the ends of the sliding bearing and the paw rotatably relative to the pin and a sealing element installed in the cone bore between the outer surface of the sleeve and the surface of the bore with the possibility of interaction with the surface of the paws at the base of the pin [2] This installation of the sealing element eliminates it adialnoe wear. It wears out only at the end.
Недостатком этого долота является то, что втулка установлена на цапфе с натягом и одновременно взаимодействует с торцовыми поверхностями радиального подшипника и лапы. Это приводит к значительному моменту трения о цапфу и торец лапы, к износу их поверхностей и нарушению герметичности. Кроме того, при изнашивании радиальных подшипников возникает и увеличивается эксцентриситет шарошки относительно оси цапфы и, соответственно, сила трения втулки относительно нижней стороны цапфы, что приводит к ее одностороннему износу и разгерметизации. Одновременно возрастает осевая сила и увеличивается трение и износ торцов втулки и лапы. При износе упорных и радиальных подшипников шарошка надвигается на цапфы и замещемляет не только втулку, но и уплотнительный элемент. Все это в совокупности приводит к низкой надежности долота. The disadvantage of this bit is that the sleeve is mounted on a trunnion with interference and at the same time interacts with the end surfaces of the radial bearing and paws. This leads to a significant moment of friction on the trunnion and the end face of the paws, to wear of their surfaces and violation of tightness. In addition, when the radial bearings are worn out, the eccentricity of the cone relative to the axis of the journal and, accordingly, the friction force of the sleeve relative to the underside of the journal occurs and increases, which leads to its unilateral wear and depressurization. At the same time, the axial force increases and the friction and wear of the ends of the sleeve and legs increase. When the thrust and radial bearings wear, the roller cone slides over the pins and replaces not only the sleeve, but also the sealing element. All this together leads to a low reliability of the bit.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности долота в условиях динамической работы его шарошек и образования шофтов в подшипниках его опор. The aim of the present invention is to increase the reliability of the bit in the conditions of the dynamic operation of its cones and the formation of shafts in the bearings of its bearings.
Указанная цель достигается тем, что в шарошечном долоте, содержащем лапу с цапфой, на которой с помощью подшипников, включающих радиальный и замковый подшипники, установлена шарошка с узлом герметизации в виде втулки, взаимодействующей с торцом радиального подшипника, и уплотнительного элемента, взаимодействующего с наружной поверхностью втулки и поверхностями расточки в шарошке и торца лапы, взаимодействующие с уплотнительным элементом поверхности втулки и расточки выполнены коническими с углом конуса втулки 25 35o, который на 15 20o превышает угол конуса расточки, а втулка изготовлена из антифрикционного материала с модулем упругости Fa, превышающим модуль упругости E материала уплотнительного элемента в 150 350 раз, и установлена на цапфе с предварительным радиальным зазором Δh не менее 0,10 мм, при этом основные параметры узла герметизации связаны выражением
где r радиус цапфы;
d диаметр уплотнительного элемента;
α и F угол конуса и площадь сечения втулки.This goal is achieved by the fact that in the roller bit containing a paw with a pin, on which, using bearings, including radial and locking bearings, a roller cone is installed with a sealing unit in the form of a sleeve interacting with the end face of the radial bearing and a sealing element interacting with the outer surface bushings and the surfaces of the bore in the cone and the end face of the paw, interacting with the sealing element of the surface of the bushings and bores made conical with an angle of the cone of the sleeve 25 35 o , which at 15 20 o pre the bore cone angle is increased, and the sleeve is made of antifriction material with an elastic modulus F a exceeding the elastic modulus E of the material of the sealing element by 150,350 times and mounted on a trunnion with a preliminary radial clearance Δh of at least 0.10 mm, while the main parameters of the assembly sealing related expression
where r is the radius of the pin;
d diameter of the sealing element;
α and F cone angle and sectional area of the sleeve.
Обоснование углов конусов втулки, расточки, соотношение модулей упругости и зазора будет приведено ниже при описании работы устройства. Justification of the angles of the cones of the sleeve, the bore, the ratio of the elastic moduli and the gap will be given below when describing the operation of the device.
Такое выполнение долота позволит решить задачу надежной герметизации опор при повышенных частотах вращения в условиях образования значительных осевых и радиальных люфтов и создает новый эффект, который заключается в следующем. При сборке уплотнения часть радиальной нагрузки, создаваемой сжатием уплотнительного элемента, воспринимает на себя втулка за счет упругого ее деформирования в пределах радиального зазора, в результате чего существенно уменьшается трение в контакте втулка цапфа. При этом износ втулки компенсируется деформированием уплотнительного элемента в радиальном направлении. Кроме того, известно, что коэффициент трения пары антифрикционный материал на основе фторопласта сталь примерно в три раза ниже, чем коэффициент трения пары резина сталь. Все это существенно снижает нагрев и износ пары трения. Контактирование уплотнительного элемента с торцом лапы обеспечивает защиту пары трения втулка цапфа от попадания абразивной промывочной жидкости, что обуславливает незначительный износ пары трения. Предлагаемый углы конусов втулки и расточки в шарошке обеспечивают устойчивое вращение уплотнительного элемента и втулки вместе с шарошкой, необходимое прижатие уплотнительного элемента к торцу лапы и компенсацию его износа в пределах допустимого осевого износа опоры долота. При этом исключается возможность защемления уплотнения при осевом износе опоры и колебаниях шарошки относительно цапфы. This implementation of the bit will allow to solve the problem of reliable sealing of the supports at high speeds under conditions of formation of significant axial and radial play and creates a new effect, which is as follows. When assembling the seal, a part of the radial load created by the compression of the sealing element is absorbed by the sleeve due to its elastic deformation within the radial clearance, as a result of which the friction in the contact of the journal sleeve is significantly reduced. The wear of the sleeve is compensated by deformation of the sealing element in the radial direction. In addition, it is known that the coefficient of friction of a pair of antifriction material based on fluoroplastic steel is about three times lower than the coefficient of friction of a pair of rubber steel. All this significantly reduces the heating and wear of the friction pair. The contact of the sealing element with the end face of the paw protects the friction pair of the bushing journal against ingress of abrasive flushing fluid, which leads to slight wear of the friction pair. The proposed angles of the cones of the sleeve and the bore in the cone provide a stable rotation of the sealing element and the sleeve together with the cone, the necessary pressing of the sealing element to the end of the paw and compensation of its wear within the allowable axial wear of the bit support. This eliminates the possibility of jamming of the seal during axial wear of the support and oscillations of the cone relative to the journal.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое долото отличается тем, что контактирующие с уплотнительным элементом поверхности втулки и расточки в шарошке выполнены коническими с обоснованными углами конусов, втулка выполнена из антифрикционного материала, модуль упругости которого превышает модуль упругости уплотнительного элемента в 150 350 раз и, наконец, тем, что втулка установлена на цапфе с предварительным зазором, который замыкается силовым воздействием уплотнительного элемента. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed bit is characterized in that the surfaces of the sleeve and bore in contact with the sealing element are conical with reasonable angles of the cones, the sleeve is made of antifriction material, the elastic modulus of which exceeds the elastic modulus of the sealing element by 150,350 times and, finally, the fact that the sleeve is mounted on the trunnion with a preliminary clearance, which is closed by the force of the sealing element.
Таким образом, заявляемое уплотнение соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed seal meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники (см. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник/ под общ. ред. А.И.Голубева и Л.А.Кондакова. М. Машиностроение, 1986, с. 171 175) показало, что углы герметизации, состоящие из силовых резиновых уплотнительных элементов и антифрикционных втулок успешно работают только при поступательном движении. Наши опыты с такими уплотнениями показали, что при вращательном движении наблюдается скольжение резинового элемента относительно втулки и катастрофическое изнашивание этой пары. Кроме того, в известных уплотнениях не предусмотрена защита пары трения металл втулка от контакта с абразивной средой. Решения, направленные на устранение этих явлений, и отличают предлагаемое решение от известных. Наиболее существенными отличительными признаками предлагаемого изобретения являются обоснованные величины конусности втулки и расточки в шарошке, а также установка втулки с предварительным зазором, обеспечивающие надежное вращение узла герметизации вместе с шарошкой и компенсацию износа трущихся поверхностей в условиях образования осевых и радиальных люфтов в опоре долота. Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the field of technology (see Seals and sealing equipment. Handbook / under the general editorship of A.I. Golubev and L.A. Kondakov. M. Mechanical Engineering, 1986 , p. 171 175) showed that the sealing angles, consisting of power rubber sealing elements and antifriction sleeves, work successfully only in translational motion. Our experiments with such seals showed that during the rotational movement, the rubber element slides relative to the sleeve and catastrophic wear of this pair. In addition, the known seals do not provide for the protection of a friction pair of a metal sleeve from contact with an abrasive medium. Decisions aimed at eliminating these phenomena distinguish the proposed solution from the known ones. The most significant distinguishing features of the present invention are reasonable values of the conicity of the sleeve and the bore in the roller cutter, as well as the installation of the sleeve with a preliminary clearance, which ensures reliable rotation of the sealing unit together with the roller cutter and compensation of wear of the rubbing surfaces under conditions of axial and radial play in the bit support.
Такое выполнение узла герметизации долота и рациональный выбор его параметров обеспечивает высокую надежность опор в условиях повышенных частот вращения, что не обеспечивается существующими уплотнениями на основе пар трения сталь резина и сталь антифрикционный неметаллический материал. Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого долота критерию "существенные отличия". This embodiment of the bit sealing unit and the rational selection of its parameters ensures high reliability of the bearings under conditions of increased rotational speeds, which is not provided by existing seals based on friction pairs steel rubber and steel anti-friction non-metallic material. All this allows us to conclude that the claimed bit meets the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 изображена в разрезе часть шарошечного долота, где размещен узел герметизации его опоры и схема действия сил, создаваемых деформированным уплотнительным элементом, а на фиг. 2 показано положение втулки узла герметизации при снятом уплотнительном элементе. In FIG. 1 shows a sectional view of a part of a cone bit where a sealing unit for its bearings and a diagram of the forces created by a deformed sealing element are located, and in FIG. 2 shows the position of the sleeve of the sealing unit with the sealing element removed.
Долото содержит лапу 1 с цапфой 2, шарошку 3, установленную на цапфе на подшипниках, включающих радиальный подшипник скольжения 4 и замковый подшипник 5. Узел герметизации состоит из втулки 6 и уплотнительного элемента 7 в виде резинового кольца круглого сечения. При сборке опоры в ней возникают за счет деформирования уплотнительного элемента 7 и втулки 6 следующие нагрузки: qш интенсивность силы, действующей на поверхность расточки в шарошке; qл интенсивность силы, действующей на торец лапы; qп - интенсивность силы, действующей на торце подшипника; qц интенсивность силы, действующей на поверхность цапфы. Интенсивность силы q внутренняя в узле герметизации. Она разложена на радиальную qр и тангенциальную, составляющую qт. На торце втулки 6 выполнены канавки А для гидравлического сообщения полости Б с внутренней полостью шарошки, где размещены подшипники. Подшипник скольжения 4 установлен на цапфе 2 с гарантированным зазором d. Для уменьшения момента трения на контакте цапфа 2 втулка 6 последняя выполнена из антифрикционного материала, например из фторопласта с наполнителем, и установлена с предварительным зазором Dh (см. фиг. 2), который замыкается интенсивностью силы qц, равной разности qр qу, где qу интенсивность силы, обусловленная упругостью втулки при ее сжатии на величину зазора Δh.The bit contains a
Долото работает следующим образом. The bit works as follows.
При бурении за счет взаимодействия с забоем скважины шарошка 3 вращается относительно цапфы 2. Вместе с шарошкой за счет сил трения вращается уплотнительный элемент 7 и втулка 6, т.е. весь узел герметизации. За счет сжатия уплотнительного элемента 7 на величину Δd герметизируются контакты этого элемента с шарошкой 3 и с втулкой 6, а также втулки 6 с цапфой 2. За счет разности углов α и b уплотнительный элемент 7 прижимается к торцу лапы 1 и образует торцовое уплотнение, защищающее контакты втулки 6 с цапфой 2 и уплотнительным элементом 7 от абразивной промывочной жидкости. Вращение узла герметизации вместе с шарошкой обеспечивает равномерность изнашивания его элементов. В опорах типа АУ наиболее опасным является осевой износ опоры и появление осевых люфтов. При этом шарошка надвигается на цапфу, однако защемления уплотнительного элемента не произойдет, т.к. он будет смещаться в полость Б. Свободное смещение элемента обеспечивается гидравлическим сообщением канавками А полости Б с полостью опоры. К тому же, торцовый износ пары уплотнительный элемент торец лапы совпадают по направлению с осевым смещением, что в совокупности приводит лишь к незначительному увеличению момента трения по мере осевого износа опоры. При радиальном износе подшипников будет увеличиваться эксцентриситет оси вращения шарошки относительно цапфы. Этот эксцентриситет компенсируется натягом уплотнительного элемента Dd, как и в серийных опорах долот. Но в отличие от серийных долот момент трения при увеличении эксцентриситета возрастает незначительно, т.к. коэффициент трения сталь антифрикционный материал в 3 5 раз меньше, чем коэффициент трения сталь резина. Для исключения защемления уплотнения при осевом износе опоры длина втулки 6 выполняется не более ширины уплотнительного элемента (диаметра d кольца). When drilling due to interaction with the bottom of the well, the
Для упрощения составления уравнений силы, действующие на элементы узла герметизации, шарошку, лапу и цапфу заменены их интенсивностями, т.е. To simplify the preparation of the equations of force acting on the elements of the sealing unit, the cutter, paw and pin are replaced by their intensities, i.e.
где q интенсивность силы;
P суммарная сила, приложенная к соответствующему элементу;
Rср средний радиус узла герметизации
где R и r радиусы расточки в шарошке и цапфы соответственно (см. фиг. 2).
where q is the intensity of the force;
P is the total force applied to the corresponding element;
R cf the average radius of the sealing unit
where R and r are the radii of the bore in the cone and the trunnion, respectively (see Fig. 2).
Зазор Δh должен с приемлемой надежностью обеспечить уменьшение трения втулки по цапфе. Его номинальная величина зависит от точности изготовления деталей. Принимаем ее равной точности изготовления подшипников скольжения. Гарантированный радиальный зазор δ для долот, выпускаемых АООТ "Волгабурмаш", имеет среднее квадратическое отклонение s 0,016 мм. Радиальный зазор Dh должен быть на порядок больше, чем среднее квадратическое отклонение, т.е. The clearance Δh should, with acceptable reliability, provide a reduction in the friction of the sleeve along the axle. Its nominal value depends on the accuracy of the manufacture of parts. We accept its equal precision manufacturing of plain bearings. The guaranteed radial clearance δ for bits manufactured by Volgaburmash OJSC has a standard deviation of s 0.016 mm. The radial clearance Dh should be an order of magnitude larger than the standard deviation, i.e.
Интервал возможных значений Δh составит
Принимаем Δh 0,10 0,20 мм, а его минимальное значение не менее 0,10 мм.
The range of possible values of Δh will be
We accept Δh 0.10 0.20 mm, and its minimum value is not less than 0.10 mm.
Задача 1. Обоснование угла α конуса втулки.
Из фиг. 1 нетрудно видеть, что вращение узла герметизации вместе с шарошкой будет обеспечено, если обеспечить вращение втулки 6 относительно оси цапфы. Наихудшие условия для такого вращения при qл 0. Тогда условие вращения примет вид
M(q) + M(qп) nM(qц),
где M(q), M(qп) и М(qц) моменты трения, создаваемые интенсивностями сил q, qп и qц соответственно;
n коэффициент запаса сцепления.From FIG. 1 it is easy to see that the rotation of the sealing unit together with the cone will be provided if the rotation of the
M (q) + M (q n ) nM (q q ),
where M (q), M (q p ) and M (q c ) are friction moments created by the intensities of forces q, q p and q c, respectively;
n clutch safety factor.
Принимаем n 3. We accept
Различием радиуса действия сил и коэффициентов трения на поверхностях пренебрегаем, а интенсивность принимаем равной
qц qр qу,
где qу интенсивность силы, возникающей при упругом деформировании втулки на величину Dh. Принимаем
qу 0,5•qр
тогда
Обозначим коэффициенты 0,5 и 0,66 буквой k. Тогда уравнение (1) примет окончательный вид с учетом, что qп = q•sinα,
1 + sinα = k•n•cosα
решение уравнения (2) следующее
В соответствии с условием (2)
α = 23°,
а в соответствии с условием (3)
α = 37°.
Принимаем значения α в диапазоне 25 35o.The difference in the radius of action of forces and friction coefficients on surfaces is neglected, and the intensity is taken equal
q q q p q y
where q is the intensity of the force arising from the elastic deformation of the sleeve by the value of Dh. Accept
q y 0.5 • q p
then
Denote the coefficients of 0.5 and 0.66 by the letter k. Then equation (1) will take the final form, taking into account that q p = q • sinα,
1 + sinα = k • n • cosα
the solution of equation (2) is as follows
In accordance with condition (2)
α = 23 °
and in accordance with condition (3)
α = 37 ° .
Accepted values of α in the range of 25 35 o .
Задача 2. Обоснование разности углов конусов втулки и расточки в шарошке.
Для обоснования устойчивого прижатия уплотнительного элемента к торцу лапы в соответствии со схемой действия сил на фиг. 2 необходимо, чтобы
где Pf меньшая сила трения уплотнительного элемента по шарошке или по втулке;
n1 запас для обеспечения скольжения (n 1,25 1,50).To justify the steady pressing of the sealing element to the end of the paw in accordance with the action diagram of the forces in FIG. 2 it is necessary that
where P f lesser friction force of the sealing element on the cone or on the sleeve;
n 1 slip margin (n 1.25 1.50).
Решение уравнения (5) имеет вид
α-β = 2arctg(n1•f).
Принимаем f 0,1, тогда
α-β = 14 ... 17°.
Принимаем разность
α-β = 15 ... 20°.
Задача 3. Обеспечение деформирования втулки на величину Δh и прижатия ее к цапфе, а также уточнение величины Δh.The solution of equation (5) has the form
α-β = 2arctg (n 1 • f).
We accept
α-β = 14 ... 17 ° .
Accept the difference
α-β = 15 ... 20 ° .
Для прижатия втулки к цапфе и компенсации радиального износа этой пары трения принимаем
Тогда необходимый модуль упругости материала втулки Е определим по формуле (см. Расчет на прочность деталей машин. Справочник/ И.А.Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б.Иосилевич. М. Машиностроение, 1979, с. 391 397)
где F площадь сечения втулки (см. фиг. 2);
Для долот диаметром 215,9 мм: r 28 мм; F 5 мм2 (из условия конструирования).To press the sleeve against the pin and compensate for the radial wear of this friction pair, we accept
Then the necessary modulus of elasticity of the sleeve material E is determined by the formula (see. Strength analysis of machine parts. Handbook / I. A. Birger, B. F. Shorr, G. B. Iosilevich. M. Engineering, 1979, p. 391 397)
where F is the cross-sectional area of the sleeve (see Fig. 2);
For bits with a diameter of 215.9 mm: r 28 mm; F 5 mm 2 (from the design condition).
Сила интенсивности q создается резиновым уплотнительным элементом (кольцом) и может быть определена в соответствии с известными экспериментальными данными (см. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник/ Под общ. ред. А.И.Голубева и Л.А.Кондакова. М. Машиностроение, 1986, с. 112 115; Расчеты и конструирование резиновых изделий. В.А.Лепетов, Л.Н.Юрцев. Л. Химия, 1977, с. 236 237) по формуле
где 
E модуль упругости резины;
d диаметр сечения уплотнительного элемента.The intensity force q is created by a rubber sealing element (ring) and can be determined in accordance with known experimental data (see Seals and sealing equipment. Handbook / Under the general editorship of A.I. Golubev and L.A. Kondakov. M. Mechanical Engineering , 1986, p. 112 115; Calculations and design of rubber products. V.A. Lepetov, L.N. Yurtsev. L. Chemistry, 1977, p. 236 237) by the formula
Where
E is the elastic modulus of rubber;
d is the cross-sectional diameter of the sealing element.
После сборки долота величина q составит
q 0,091•d•E,
а формула (6) после преобразований примет вид
При средних значениях r 28 мм, d 5,33 мм, F 5 мм2 и наименьших и наибольших значениях Δh 0,1 0,2 мм и α 25 35o
Eа (150 350)•E.After assembling the bit, q will be
q 0,091 • d • E,
and formula (6) after transformations takes the form
With average values of r 28 mm, d 5.33 mm, F 5 mm 2 and the smallest and largest values Δh 0.1 0.2 mm and α 25 35 o
E a (150 350) • E.
В уплотнениях используются резины с модулем E 5 8 МПа, тогда
Eа 750 2800 МПа.The seals use rubbers with a module E 5 8 MPa, then
E a 750 2800 MPa.
Эти значения Eа близки к модулям упругости композиционных материалов на основе фторопласта (см. кн. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник/ Под общ. ред. А.И.Голубева и Л.А.Кондакова. М. Машиностроение, 1986, с. 92).These values of E a are close to the elastic moduli of composite materials based on fluoroplastic (see the book. Seals and sealing technology. Handbook / Under the general editorship of A.I. Golubev and L.A. Kondakova. M. Mechanical Engineering, 1986, p. 92).
После выбора материалов, a и сечения втулки следует рассчитать окончательную величину Dh
Предложенное выполнение узла герметизации шарошечного долота обеспечивает более надежную работу его опор при использовании недорогих материалов и простой технологии изготовления, что в конечном итоге не только увеличит долговечность долот, но и снизит стоимость бурения скважин.After selecting the materials, a and the section of the sleeve, the final value Dh should be calculated
The proposed implementation of the sealing unit cone bit provides a more reliable operation of its supports when using inexpensive materials and simple manufacturing techniques, which ultimately will not only increase the durability of the bits, but also reduce the cost of drilling wells.
Источники информации
1. Шарошечные долота и бурильные головки. Каталог. Изд. 5-е. П.И.Сопин, Р. М.Богомолов, Г.И.Матвеев, Ю.Г.Михайлин. М. ЦИНТИ химнефтемаш, 1985, с. 57 58.Sources of information
1. Roller bits and drill bits. Catalog. Ed. 5th. P.I. Sopin, R.M. Bogomolov, G.I. Matveev, and Yu.G. Mikhailin. M. ZINTI himneftemash, 1985, p. 57 58.
2. А.с. СССР N 1298333, кл. E 21 B 10/22. Шарошечное долото. В.Н.Виноградов и др. Открытия. Изобретения, 1987, Бюл. N 11. 2. A.S. USSR N 1298333, class E 21 B 10/22. Roller bit. VN Vinogradov and other discoveries. Inventions, 1987, Bull. N 11.
Claims (1)
где r радиус цапфы, мм;
d диаметр уплотнительного элемента, мм;
α - угол конуса, град;
F площадь сечения втулки, мм2.A cone bit containing a paw with a pin, on which, using bearings including radial and locking bearings, a cone with a sealing unit in the form of a sleeve interacting with the end face of the radial bearing and a sealing element interacting with the outer surface of the sleeve and the surfaces of the bore in the cone and end legs, characterized in that the sealing element interacting with the surface of the sleeve and the bore of the sleeve are conical with a cone angle of 25 o 35, which at 15 20 o angle exceeds con ca boring, and the sleeve is made of antifriction material having a modulus of elasticity E greater than the modulus of elasticity E of the material of the sealing member 150 350 times, and is mounted on a pin with a preliminary radial clearance Δh is not less than 0.10 mm, the main parameters of the sealing unit are connected expression
where r is the radius of the pin, mm;
d diameter of the sealing element, mm;
α is the angle of the cone, deg;
F the cross-sectional area of the sleeve, mm 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102809A RU2096578C1 (en) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Roller cutter bit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102809A RU2096578C1 (en) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Roller cutter bit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2096578C1 true RU2096578C1 (en) | 1997-11-20 |
| RU96102809A RU96102809A (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20176871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96102809A RU2096578C1 (en) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Roller cutter bit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2096578C1 (en) |
-
1996
- 1996-02-12 RU RU96102809A patent/RU2096578C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU, авторское свидетельство, 1298333, кл. E 21 B 10/22, 1987. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4572306A (en) | Journal bushing drill bit construction | |
| US8028770B2 (en) | Conformal bearing for rock drill bit | |
| CA2509318C (en) | Metal seal with impact-absorbing ring | |
| US7036613B2 (en) | Lip seal for roller cone drill bit | |
| US20080029304A1 (en) | Mandrel and bearing assembly for downhole drilling motor | |
| EP2785948B1 (en) | Roller reamer with wedge-shaped retention assembly | |
| EP2847477B1 (en) | Mud motor bearing assembly and method | |
| EP2038508B1 (en) | Excluder ring for earth-boring bit | |
| GB2332461A (en) | Earth boring bit with improved seal | |
| US20060171616A1 (en) | Hydrodynamic thrust bearing assembly | |
| CN87102597A (en) | Reamer and cutlery thereof | |
| US4793719A (en) | Precision roller bearing rock bits | |
| CN212028325U (en) | Sliding bearing assembly with radial centralizing and axial thrust functions | |
| CN111457004A (en) | Sliding bearing assembly with radial centralizing and axial thrust functions | |
| US4037673A (en) | Roller cutter drill bit | |
| US20190162028A1 (en) | Roller reamer with mechanical face seal | |
| CN1008286B (en) | Drilling apparatus and cutter | |
| US6357540B1 (en) | Rotary drill bit with lip seal in roller cone bit | |
| RU2096578C1 (en) | Roller cutter bit | |
| CN109072673B (en) | Bearing for downhole tool, downhole tool incorporating such bearing, and related methods | |
| EP0415519B1 (en) | Dual seal system for rotary drill bit | |
| CA1206998A (en) | Journal bearing | |
| CA2009987A1 (en) | Journal bearing type rock bit | |
| GB2604280A (en) | Integrated bearing section and method | |
| CA1132974A (en) | Earth boring bit with eccentric seal boss |