RU2351741C1

RU2351741C1 - Support of drilling cone bit (versions)

Info

Publication number: RU2351741C1
Application number: RU2007140328/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; Виталий Анатольевич Ясашин (RU); Виталий Анатольевич Ясашин; Дмитрий Юрьевич Сериков (RU); Дмитрий Юрьевич Сериков; Владимир Федорович Сорокин (RU); Владимир Федорович Сорокин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2009-04-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention refers to rock destroying tool, particularly to supports of drilling cone bits of a smaller diameter. The support of the drilling cone bit contains a claw with a tilted journal and a roller cutter installed there on by means of peripheral roller bearing and a locking unit. The roller cutter in peripheral part has lengthwise slots of part of cylinder shape in cross section; the lengthwise slots form a separator for the roller bearing. According to the second version the journal has lengthwise slots in the peripheral part with shape of part of cylinder forming a separator for the roller bearing. The suggested design of the support facilitates uniform loading of roller bearings, eliminates their wedging and increases hardness of a roller cutter case which increases efficiency of both support and drilling cone bit as a whole.

EFFECT: facilitating uniform loading of roller bearings, eliminates their wedging and increases hardness of roller cutter case which increases efficiency of both support and drilling cone bit as a whole.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровых шарошечных долот, преимущественно малого диаметра.The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to bearings of cone drill bits, mainly of small diameter.

Известна опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой посредством подшипников скольжения и качения, один из которых - замковый, установлена шарошка с рабочими элементами (см. справочник «Буровые долота», Палий П.А. и Корнеев К.Е., Москва, Недра, 1971 г., с.175, рис.V1.29).A support of a cone bit containing a pin is known on which a roller cone with working elements is installed by means of sliding and rolling bearings, one of which is a lock, (see the reference manual “Drill bits”, Paliy P.A. and Korneev K.E., Moscow, Nedra, 1971, p. 175, fig. V1.29).

К недостаткам данной опоры долота следует отнести то, что она не может быть использована в долотах малого диаметра ( 93 мм и менее).The disadvantages of this bit support are that it cannot be used in small diameter bits (93 mm or less).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая лапу с наклонной цапфой и шарошку, установленную на цапфе посредством периферийного роликового подшипника и замкового узла (см. Каталог буровых долот, ВОЛГАБУРМАШ, 2003, с.17).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the support of the cone bit containing a paw with an inclined pin and a cone mounted on the pin using a peripheral roller bearing and a locking assembly (see Catalog of drill bits, VOLGABURMASH, 2003 , p.17).

Данная опора нашла широкое применение в долотах небольшого диаметра. К недостаткам данной конструкции опоры бурового долота следует отнести малый ресурс ее работы. Это связано с довольно быстрым выходом из строя роликового подшипника в результате заклинивания роликов в беговой дорожке. По данным, приведенным в обзоре «Некоторые пути повышения работоспособности опор шарошечных долот», М. ВНИИОЭНГ, 1972 г., с.6, выход долот из строя по этой причине составляет около 20%.This support is widely used in small diameter bits. The disadvantages of this design support drill bit should include a small resource of its work. This is due to the rather rapid failure of the roller bearing as a result of jamming of the rollers in the treadmill. According to the data given in the review “Some Ways to Increase the Performance of the Roller Cutter Bearings”, M. VNIIOENG, 1972, p.6 , the breakdown of bits for this reason is about 20%.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы опоры и долота в целом путем исключения заклинивания шарошки из-за роликового подшипника.In accordance with the stated technical result of the invention is to increase the service life of the support and the bit as a whole by eliminating jamming of the cone due to the roller bearing.

Поставленный технический результат по первому варианту достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей лапу с наклонной цапфой и шарошку, установленную на цапфе посредством периферийного роликового подшипника и замкового узла, согласно изобретению шарошка в периферийной части выполнена с продольными пазами, имеющими в поперечном сечении форму в виде части цилиндра и образующими сепаратор для роликового подшипника.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the support of the cone bit containing a paw with an inclined pin and a cone mounted on the axle by means of a peripheral roller bearing and a locking assembly, according to the invention, the cone in the peripheral part is made with longitudinal grooves having a cross-sectional shape in the cross section in the form of a cylinder part and forming a cage for a roller bearing.

По другому варианту поставленный технический результат достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей лапу с наклонной цапфой и шарошку, установленную на цапфе посредством периферийного роликового подшипника и замкового узла, согласно изобретению цапфа в периферийной части выполнена с продольными пазами, имеющими в поперечном сечении форму в виде части цилиндра и образующими сепаратор для роликового подшипника.According to another embodiment, the technical result is achieved in that in the support of the cone bit containing a paw with an inclined pin and a cone mounted on the pin using a peripheral roller bearing and a locking assembly, according to the invention, the pin in the peripheral part is made with longitudinal grooves having a cross-sectional shape in the cross section in the form of a cylinder part and forming a cage for a roller bearing.

Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображен общий вид опоры в продольном сечении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - другой вариант опоры.The invention is illustrated by drawings, in which figure 1 shows a General view of the support in longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is another variant of the support.

Опора бурового шарошечного долота включает цапфу 2, выполненную за одно целое с лапой 1, и шарошку 3 с замковым узлом в виде шарикового подшипника качения 4 и периферийным роликовым подшипником 5. Рабочие элементы подшипника 5 - ролики - размещены в продольных пазах 6 шарошки 3 или в продольных пазах 8 цапфы 2, выполненных в поперечном сечении в форме части цилиндра. Выполнение цапфы 2 и шарошки 3 с продольными пазами образует сепаратор для роликов 5, которые вращаются вокруг своих осей и подвергаются равномерному износу, что значительно повышает ресурс их работы. Кроме того, такое выполнение цапфы 2 и шарошки 3 позволяет значительно повысить и прочность корпуса шарошки 3 благодаря образованию ребер жесткости 7 между пазами 6 и увеличению толщины стенки шарошки 3 по второму варианту. Это позволяет применять более форсированные режимы работы и, в первую очередь, осуществлять процесс бурения при больших осевых нагрузках, что особенно важно при бурении по твердым и крепким породам.The support of the cone bit includes a pin 2 made in one piece with the paw 1, and the cone 3 with a locking assembly in the form of a ball bearing 4 and a peripheral roller bearing 5. The working elements of the bearing 5 - rollers - are placed in the longitudinal grooves 6 of the cone 3 or longitudinal grooves 8 of the pin 2, made in cross section in the form of a part of the cylinder. The execution of the axle 2 and the cone 3 with longitudinal grooves forms a separator for rollers 5, which rotate around their axes and undergo uniform wear, which significantly increases the resource of their work. In addition, this embodiment of the pin 2 and the cone 3 can significantly increase the strength of the cone 3 due to the formation of stiffeners 7 between the grooves 6 and increase the wall thickness of the cone 3 according to the second embodiment. This allows you to apply more forced operating modes and, first of all, to carry out the drilling process at high axial loads, which is especially important when drilling on hard and hard rocks.

Принцип работы опоры долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента, передаваемого с поверхности через колонну бурильных труб, породоразрушающие элементы шарошки 3 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется с забоя скважины промывочной жидкостью или сжатым воздухом, которые подаются через очистную систему долота. В процессе бурения осевая нагрузка, действующая вдоль оси цапфы, воспринимается замковым подшипником 4, а радиальная - в основном роликовым подшипником 5 и частично шариковым подшипником 4. При этом благодаря размещению роликов 5 в пазах 6 шарошки 3 или пазах 8 цапфы 2 полностью исключается вероятность их заклинивания друг другом.The principle of operation of the bit support is as follows. Under the action of axial load and torque transmitted from the surface through the drill pipe string, rock cutting elements of the cone 3 are introduced into the rock and destroy it. The destroyed rock is removed from the bottom of the well by flushing fluid or compressed air, which are fed through the bit cleaning system. During drilling, the axial load acting along the axis of the journal is perceived by the lock bearing 4, and the radial load is mainly taken by the roller bearing 5 and partially by the ball bearing 4. Moreover, due to the placement of the rollers 5 in the grooves 6 of the roller cutter 3 or the grooves 8 of the axle 2, their probability is completely eliminated. jamming each other.

Таким образом, применение предложенной опоры позволит повысить эффективность работы долота за счет увеличения ресурса работы опоры и применения форсированных режимов бурения благодаря увеличению прочностных характеристик корпусов шарошек.Thus, the use of the proposed support will improve the efficiency of the bit by increasing the resource of the support and the use of forced drilling modes due to an increase in the strength characteristics of the roller cutter bodies.

Claims

1. The support of the cone bit containing a paw with an inclined pin and a cone mounted on the axle by means of a peripheral roller bearing and a locking assembly, characterized in that the cone in the peripheral part is made with longitudinal grooves having a cross-sectional shape in the form of a cylinder part and forming a separator for roller bearing.

2. Roller cone support, comprising a paw with an inclined pin and a cone mounted on the pin using a peripheral roller bearing and a locking assembly, characterized in that the pin in the peripheral part is made with longitudinal grooves having a cross-section in the form of a cylinder part and forming a separator for the roller bearing.