RU2279525C1

RU2279525C1 - Flushing unit for drilling bit

Info

Publication number: RU2279525C1
Application number: RU2005106901/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; В чеслав Геннадьевич Смирнов (RU); Вячеслав Геннадьевич Смирнов; Игорь В чеславович Смирнов (RU); Игорь Вячеславович Смирнов
Original assignee: Николай Митрофанович Панин; Вячеслав Геннадьевич Смирнов; Игорь Вячеславович Смирнов
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-07-10

Abstract

FIELD: rock cutting tools, particularly water-jet ones, namely flushing units thereof.

SUBSTANCE: flushing unit comprises body with channel and socket provided with annular bore, nozzle with sealing member installed in the socket and retaining ring arranged in the annular bore and having fixer. The nozzle has stepped inner surface and is provided with through slots made in nozzle step having lesser diameter. Fixer is made as a disc with extensions on side outer surface, which mate slots made in inner retaining ring surface. Fixer extensions in free state have widths exceeding that of through slots made in retaining ring. Fixer length defined by disc extensions exceeds diameter of larger stage of closed retaining ring. The fixer is made of two symmetric parts movably connected one to another by two rods offset relatively fixer axis. Springs are put on the rods and are supported by inner sides of fixer parts facing each other. Rods can be longitudinally displaced.

EFFECT: simplified mounting and demounting of the unit, improved hydrodynamics and operational reliability of the flushing unit and drilling bit as a whole.

3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.The invention relates to a rock cutting tool, primarily a hydromonitor type, namely to their washing units.

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой, превышающей двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип-паз», и размещенное между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. Е 21 В 10/18, 1985 г.).A well-known flushing unit of a drill bit, comprising a housing with a channel for supplying a cleaning agent, a socket for a nozzle and an annular groove exceeding the double thickness of the retaining split ring, the ends of which are made in the form of a thorn groove connection, and a sealing seal located between the bottom of the socket and the end of the nozzle ring (see ed. St. USSR No. 1148956, class E 21 10/18, 1985).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости и увеличением радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда, из-за увеличенной толщины кольцевой канавки.The disadvantage of this flushing unit is the lack of reliability associated with the possibility of erosion of the end sections of the retaining ring by the reflected flow of washing fluid and an increase in radially compressive forces acting on the retaining ring and squeezing it out of the socket, due to the increased thickness of the annular groove.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором (см. авт. св. СССР №1601310, кл. Е 21 В 10/18, 1990 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a flushing unit of the drill bit containing a housing with a channel and a socket made with an annular bore, a nozzle with a sealing element installed in the socket and a snap ring with a retainer located in the annular bore of the socket (see St. USSR No. 1601310, class E 21 B 10/18, 1990).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования фиксатора в виде выступа на верхнем торце стопорного кольца, предотвращающего выдавливание насадки из гнезда корпуса.This flushing unit has a sufficiently high reliability due to the use of a latch in the form of a protrusion on the upper end of the retaining ring, which prevents extrusion of the nozzle from the housing socket.

К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.Its disadvantages include the relatively high complexity of installation and dismantling, because To install the retaining ring, it is necessary to deform the sealing element by the size of the collar of the retaining ring. Another disadvantage of the known device is its hydraulic imperfection associated with the formation of a free cavity between the end of the nozzle and the bottom of the socket. With strong pressure drops in this zone, this can lead to erosion of the sealing ring located in this cavity and, as a result, to depressurization of the washing unit.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства при одновременном сохранении его высокой надежности в работе.In connection with the stated technical objective of the invention is to simplify the installation and dismantling of the washing device and increase its efficiency by improving hydraulic perfection while maintaining its high reliability in operation.

Поставленная задача решается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, согласно изобретению стопорное кольцо выполнено со ступенчатой внутренней поверхностью со сквозными пазами на ступени меньшего диаметра, а фиксатор - в виде диска с выступами на боковой наружной поверхности, ответными пазам на внутренней поверхности стопорного кольца, при этом ширина выступов фиксатора в свободном состоянии больше, чем ширина сквозных пазов стопорного кольца, а длина фиксатора по выступам больше внутреннего диаметра большей ступени стопорного кольца в сомкнутом положении.The problem is solved in that in the flushing unit of the drill bit containing a housing with a channel and a socket made with an annular bore, a nozzle with a sealing element installed in the socket and a snap ring with a retainer located in the ring hole of the socket, according to the invention, the snap ring is made with a stepped the inner surface with through grooves on the steps of a smaller diameter, and the latch is in the form of a disk with protrusions on the lateral outer surface, mating grooves on the inner surface clumsy ring, wherein the width of the latch projections in the free state larger than the width of through retaining ring grooves, and the length of latch protrusions greater than the internal diameter greater degree retaining ring in the closed position.

Дополнительным признаком изобретения, направленным на решение поставленной технической задачи, является также и то, что:An additional feature of the invention, aimed at solving the technical problem, is also the fact that:

- длина фиксатора соответствует внутреннему диаметру большей ступени стопорного кольца в свободном состоянии;- the length of the retainer corresponds to the inner diameter of the larger stage of the retaining ring in a free state;

- фиксатор образован из двух подвижно соединенных между собой симметричных частей;- the latch is formed of two symmetrically movable interconnected parts;

- стопорное кольцо и фиксатор выполнены соответственно с двумя пазами и выступами, расположенными в одной диаметральной плоскости;- the retaining ring and retainer are respectively made with two grooves and protrusions located in one diametrical plane;

- части фиксатора соединены между собой двумя стержнями, смещенными относительно оси фиксатора, с расположенными на них пружинами, опирающимися на обращенные одна к другой внутренние грани частей фиксатора, при этом стержни установлены с возможностью продольного перемещения.- parts of the latch are interconnected by two rods displaced relative to the axis of the latch, with springs located on them, resting on the inner faces of the latch parts facing one another, while the rods are mounted with the possibility of longitudinal movement.

Такое выполнение промывочного узла позволяет при одновременном улучшении гидродинамических характеристик промывочного узла и сохранении высокой надежности его работы упростить его монтаж и демонтаж.This embodiment of the washing unit allows, while improving the hydrodynamic characteristics of the washing unit and maintaining high reliability of its operation, to simplify its installation and dismantling.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла, продольный разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - фиксатор в плане.In Fig.1 shows a General view of the washing unit, a longitudinal section aa in Fig.2; figure 2 is a view of figure 1; figure 3 - latch in plan.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1) с каналом 2 для подачи очистного агента, с гнездом 3 под насадку 4 и кольцевой расточкой 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. Стопорное кольцо 6 выполнено с внутренней ступенчатой поверхностью со ступенями 9 и 10, из которых ступень 10 меньшего диаметра имеет сквозные пазы 11, а фиксатор 8 - в виде диска с выступами 12 на боковой наружной поверхности, ответными пазам 11 на внутренней поверхности стопорного кольца 6. При этом ширина Н выступов 12 фиксатора 8 в свободном состоянии больше, чем ширина h сквозных пазов 11 стопорного кольца 6, а длина - L фиксатора 8 по выступам 12 больше внутреннего диаметра ступени 9 стопорного кольца 6 в сомкнутом положении. Для удобства монтажа промывочного узла фиксатор 8 выполняется из двух симметричных частей 13, соединенных двумя стержнями 14, смещенными относительно оси фиксатора 8 и оснащенными пружинами 15, опирающимися на обращенные одна к другой внутренние грани частей фиксатора 13. При этом стержни 14 установлены с возможностью продольного перемещения относительно частей 13 фиксатора 8.The washing unit contains a housing 1 (Fig. 1) with a channel 2 for supplying a cleaning agent, with a socket 3 for a nozzle 4 and an annular bore 5 for a snap split ring 6, a sealing element 7 and a latch 8. The snap ring 6 is made with an internal stepped surface with steps 9 and 10, of which the step 10 of a smaller diameter has through grooves 11, and the latch 8 is in the form of a disk with protrusions 12 on the lateral outer surface, mating grooves 11 on the inner surface of the retaining ring 6. The width H of the protrusions 12 of the retainer 8 in free state larger than the width h through slots 11 of the locking ring 6, and the length - L retainer 8 by protrusions 12 larger than the inner diameter of the stage 9 of the locking ring 6, in the closed position. For ease of installation of the washing unit, the latch 8 is made of two symmetric parts 13 connected by two rods 14 displaced relative to the axis of the latch 8 and equipped with springs 15 that rely on the inner faces of the parts of the latch 13 facing one another. The rods 14 are mounted with the possibility of longitudinal movement relative to the parts 13 of the latch 8.

Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6 и устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3. Затем совмещают пазы 11 на внутренней поверхности ступени меньшего стопорного кольца 6 с выступами 12 фиксатора 8, сжимают половинки фиксатора 8 до размера, когда ширина его выступов 12 станет меньше ширины пазов 11 стопорного кольца 6, и вводят в полость ступени большего диаметра 9 стопорного кольца 6. При попадании фиксатора 8 в полость стопорного кольца 6 его выступы 12 занимают исходное положение, при котором ширина Н их больше ширины h пазов 11, что предотвращает его выпадение из полости стопорного кольца 6. Благодаря же выполнению фиксатора 8 с длиной по выступам 12 соответственно диаметру большей ступени 9 в свободном состоянии и больше внутреннего диаметра ступени 9 в сомкнутом положении исключается сжатие стопорного кольца 6 до размера, при котором оно может выйти из кольцевой расточки 5. Таким образом, указанное выполнение промывочного узла, с одной стороны, предотвращает сжатие кольца 6, а с другой стороны исключает вероятность выпадение фиксатора 8 из кольцевой полости стопорного кольца 6.The installation of the washing unit is as follows. In the socket 3, the sealing element 7 and the nozzle 4 are installed. After that, the locking ring 6 is pressed and installed in the annular bore 5 of the socket 3. Then, the grooves 11 on the inner surface of the step of the smaller locking ring 6 are aligned with the protrusions 12 of the latch 8, compress the halves of the latch 8 to size when the width of its protrusions 12 becomes less than the width of the grooves 11 of the retaining ring 6, and is introduced into the cavity of the step of a larger diameter 9 of the retaining ring 6. When the latch 8 enters the cavity of the retaining ring 6, its protrusions 12 occupy the initial position at which their width H is greater than the width h of the grooves 11, which prevents it from falling out of the cavity of the retaining ring 6. Thanks to the design of the latch 8 with a length along the protrusions 12, respectively, the diameter of the larger step 9 in the free state and more than the inner diameter of the step 9 in the closed position is excluded compression of the retaining ring 6 to a size at which it can come out of the annular bore 5. Thus, the specified execution of the washing unit, on the one hand, prevents compression of the ring 6, and on the other hand eliminates the possibility of drop retainer 8 from the annular cavity of the locking ring 6.

Демонтаж промывочного узла по первому варианту осуществляется путем сжатия выступов 12 фиксатора 8 с целью вывода их из пазов 11 стопорного кольца 6, для чего на нижней поверхности фиксатора 8 могут быть предусмотрены специальные выступы (не показаны). После извлечения фиксатора 8 из кольцевой полости стопорное кольцо 6 сжимают и выводят из расточки 5. Затем насадка 4 может быть при необходимости заменена другой.The washing unit according to the first embodiment is dismantled by compressing the protrusions 12 of the retainer 8 in order to withdraw them from the grooves 11 of the retaining ring 6, for which special protrusions (not shown) can be provided on the lower surface of the retainer 8. After removing the retainer 8 from the annular cavity, the retaining ring 6 is compressed and removed from the bore 5. Then, the nozzle 4 can be replaced with another if necessary.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, улучшает гидродинамику промывочного узла и сохраняет надежность его работы, повышая тем самым эффективность работы долота в целом.The application of the proposed site simplifies its installation and dismantling, improves the hydrodynamics of the flushing unit and maintains its reliability, thereby increasing the overall performance of the bit.

Claims

A drilling bit flushing unit comprising a housing with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element installed in the socket and a snap ring with a retainer located in the ring hole of the socket, characterized in that the snap ring is made with a stepped inner surface with through grooves on the steps of a smaller diameter, and the latch is in the form of a disk with protrusions on the lateral outer surface, reciprocal grooves on the inner surface of the retaining ring, while the width is the ups of the retainer in the free state are greater than the width of the through grooves of the retainer ring, and the length of the retainer along the protrusions is greater than the inner diameter of the larger step of the retainer ring in the closed position, and the length of the retainer corresponds to the inner diameter of the larger step of the retainer ring in the open state, the retainer is formed of two movably connected between symmetric parts, the retaining ring and the retainer are made respectively with two grooves and protrusions located in the same diametrical plane, and parts the clamps are interconnected by two rods displaced relative to the axis of the clamp, with springs located on them, resting on the inner faces of the clamp parts facing one another, while the rods are mounted with the possibility of longitudinal movement.