RU2351737C1

RU2351737C1 - Flushing unit of drilling bit

Info

Publication number: RU2351737C1
Application number: RU2007135934/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; Владимир Федорович Сорокин (RU); Владимир Федорович Сорокин; Вячеслав Геннадьевич Смирнов (RU); Вячеслав Геннадьевич Смирнов; Игорь Геннадьевич Смирнов (RU); Игорь Геннадьевич Смирнов
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention refers to flushing units of rock destroying tool of hydro-monitored type. The flushing unit consists of a case with a channel and a seat made with a circular boring and of a head of conic exterior surface with sealing element; the said head is installed in the seat; also the flushing unit consists of a catch device with interior conic surface located in the circular boring of the seat. The unit is equipped with a bushing of elastic material which is installed between the conic surfaces of the head and the catch device and is designed to interact with the surfaces and the catch device. Also the bushing has a circular slot at the lower end and is equipped with a split-type arc-shape in cross section ring of spring material; the split-type ring is installed in the circular slot of the bushing and interacts with side walls of the circular slot. The split-type ring is rigidly connected with a bushing.

EFFECT: simplifying assembling and disassembling washing unit and increasing reliability and efficiency of drilling bit operation as a whole.

3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к промывочным узлам.The invention relates to a rock cutting tool, mainly of a hydromonitor type, namely to flushing units.

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой с высотой, превышающей двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип-паз», и размещенным между дном гнезда и торцом насадки уплотнительным кольцом (см. авт. св. СССР №1148956, кл. Е21В 10/18, 1985 г.).A well-known flushing unit of a drill bit, including a housing with a channel for supplying a cleaning agent, a socket for a nozzle and an annular groove with a height exceeding the double thickness of the retaining split ring, the ends of which are made in the form of a thorn-groove connection, and located between the bottom of the socket and the end nozzles with a sealing ring (see ed. St. USSR No. 1148956, class ЕВВ 10/18, 1985).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промышленной 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 a reflected stream of industrial 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, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и стопорное приспособление, размещенное в кольцевой расточке гнезда (см. авт. св. СССР №723090, кл. Е21В 10/18, 1980 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a flushing unit of the drill bit, comprising a body with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element and a locking device installed in the annular bore of the socket installed in the socket (see ed. St. USSR No. 723090, class ЕВВ 10/18, 1980).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет исключения выдавливания насадки из гнезда корпуса. К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, связанную с необходимостью использования для этой цели специального инструмента, и недостаточную надежность герметизации при значительных перепадах давления в долоте.This flushing unit has a fairly high reliability due to the elimination of extrusion of the nozzle from the housing socket. Its disadvantages include the relatively high complexity of installation and dismantling, associated with the need to use a special tool for this purpose, and insufficient sealing reliability with significant pressure drops in the bit.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение надежности его герметизации при значительных расходах промывочной жидкости.In connection with the stated technical result of the invention is to simplify the installation and dismantling of the washing device and increase the reliability of its sealing with significant consumption of washing liquid.

Поставленный технический результат достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с конической наружной поверхностью, уплотнительный элемент и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное приспособление с внутренней конической поверхностью, согласно изобретению он снабжен втулкой из эластичного материала, размещенной между коническими поверхностями насадки и стопорного приспособления с возможностью взаимодействия с ними.The technical result is achieved by the fact that in the flushing unit of the drill bit, comprising a body with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a conical outer surface, a sealing element and a retainer placed in the annular bore of the socket with an internal conical surface, according to the invention, it is equipped with a sleeve of elastic material placed between the conical surfaces of the nozzle and the locking device with the possibility of interaction Wii with them.

Решению поставленной задачи способствует и то, что:The solution to the problem is facilitated by the fact that:

- втулка выполнена с кольцевым пазом на нижнем торце и снабжена разрезным кольцом из пружинного материала, имеющим в поперечном сечении дугообразную форму и размещенным в кольцевом пазу втулки с возможностью взаимодействия с боковыми стенками кольцевого паза, при этом разрезное кольцо жестко соединено с втулкой.- the sleeve is made with an annular groove at the bottom end and is provided with a split ring of spring material having an arched cross section and placed in the annular groove of the sleeve with the possibility of interaction with the side walls of the annular groove, while the split ring is rigidly connected to the sleeve.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе, на фиг.2 - эластичная втулка; на фиг.3 - стопорное приспособление.Figure 1 shows a General view of the washing unit in longitudinal section, figure 2 - elastic sleeve; figure 3 - locking device.

Промывочный узел содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи очистного агента с гнездом 3 под насадку 4. В гнезде 3 выполнена кольцевая расточка 13 под стопорное приспособление в виде цанги 5 с буртом 10 на наружной поверхности, входящим в кольцевую расточку 13 гнезда 3. Насадка 4 и цанга 5 и выполнены соответственно с наружной и внутренней коническими поверхностями 8 и 9, между которыми установлена втулка 6 из эластичного материала, выполненная с кольцевым пазом 12 на нижнем торце. В кольцевом пазу 12 установлено разрезное кольцо 11 из пружинного материала, имеющее в поперечном сечении дугообразную форму и размещенное с возможностью взаимодействия с боковыми стенками кольцевого паза 12. Разрезное кольцо 11 жестко соединено с втулкой 6 любым известным способом, например методом вулканизации. При этом втулка 6 одновременно играет роль амортизатора для насадки 4 от пульсирующей жидкости и герметизирующего узла, предохраняя стопорное приспособление (цангу 5) от размыва промывочной жидкостью. С этой целью наружный диаметр - d₂ втулки в исходном положении выбирается больше диаметра - d₁гнезда 3. Использование пружинного разрезного кольца 11 позволяет создать дополнительное усилие, прижимающее стенки паза 12 во втулке 6 с одной стороны к насадке 4, а с другой стороны - к цанге 5. Это позволяет повысить надежность герметизации промывочного узла, а кроме того, и повысить надежность фиксации насадки 4 за счет прижатия цанги к стенкам кольцевой расточки 13. Последнее имеет большое значение при бурении по трещиноватым породам, сопровождающемся сильной вибрацией всего инструмента и в первую очередь - долота. При значительных перепадах давления на насадке 4 промывочный узел может оснащаться также и специальным уплотнительным элементом 7.The washing unit contains a housing 1 with a channel 2 for supplying a cleaning agent with a socket 3 under the nozzle 4. In the socket 3, an annular bore 13 is made under the locking device in the form of a collet 5 with a shoulder 10 on the outer surface that enters the annular bore 13 of the socket 3. Nozzle 4 and collet 5 and are made respectively with outer and inner conical surfaces 8 and 9, between which a sleeve 6 of elastic material is installed, made with an annular groove 12 at the lower end. In the annular groove 12, a split ring 11 made of spring material is installed, having an arched cross section and arranged to interact with the side walls of the annular groove 12. The split ring 11 is rigidly connected to the sleeve 6 by any known method, for example, by vulcanization. In this case, the sleeve 6 simultaneously plays the role of a shock absorber for the nozzle 4 from the pulsating liquid and the sealing unit, protecting the locking device (collet 5) from erosion by the washing liquid. To this end, the outer diameter - d _{2 of the} sleeve in the initial position is selected larger than the diameter - d _{1 of the} socket 3. Using a spring split ring 11 allows you to create additional force, pressing the walls of the groove 12 in the sleeve 6 on the one hand to the nozzle 4, and on the other hand - to collet 5. This allows you to increase the reliability of sealing the flushing unit, and in addition, to increase the reliability of fixing the nozzle 4 by pressing the collet against the walls of the annular boring 13. The latter is of great importance when drilling through fractured rocks, accompanying strong vibration of the entire tool and, in the first place, the chisel. With significant pressure drops on the nozzle 4, the washing unit can also be equipped with a special sealing element 7.

Монтаж узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают насадку 4 с уплотнительным элементом 7. После этого устанавливают втулку 6 из эластичного материала с предварительно закрепленным в ее пазу 12 кольцом 11 и цангу 5, которую сжимают в радиальном направлении и вводят в полость гнезда 3 до совмещения ее выступов 10 с кольцевой расточкой 13 гнезда 3. Размеры втулки 6 выбираются с таким расчетом, чтобы она при деформации герметизировала зазоры между стенками гнезда 3 и насадкой 4.The assembly of the node is as follows. A nozzle 4 with a sealing element 7 is installed in the socket 3. After that, a sleeve 6 of elastic material is installed with the ring 11 pre-fixed in its groove 12 and the collet 5, which is radially compressed and inserted into the cavity of the socket 3 until its protrusions 10 are aligned with the ring the bore 13 of the socket 3. The dimensions of the sleeve 6 are selected so that during deformation it seals the gaps between the walls of the socket 3 and the nozzle 4.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности.Dismantling the washing unit is carried out in the reverse order.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, а также повышает надежность его герметизации, особенно при значительных расходах промывочной жидкости. Это повышает эффективность работы долота в целом.The application of the proposed site simplifies its installation and dismantling, and also increases the reliability of its sealing, especially at significant costs of flushing fluid. This improves 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 conical outer surface installed in the socket, a sealing element and a locking device located in the annular boring of the socket with an internal conical surface, characterized in that it is provided with a sleeve of elastic material placed between the conical surfaces of the nozzle and the locking device with the possibility of interaction with them, made with an annular groove at the lower end and equipped with a split ring of spring material, having an arched cross-sectional shape and placed in the annular groove of the sleeve with the possibility of interaction with the side walls of the annular groove, while the split ring is rigidly connected to the sleeve.