RU2357065C1 - Support of cone bit - Google Patents

Support of cone bit Download PDF

Info

Publication number
RU2357065C1
RU2357065C1 RU2007142165/03A RU2007142165A RU2357065C1 RU 2357065 C1 RU2357065 C1 RU 2357065C1 RU 2007142165/03 A RU2007142165/03 A RU 2007142165/03A RU 2007142165 A RU2007142165 A RU 2007142165A RU 2357065 C1 RU2357065 C1 RU 2357065C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistant material
support
wear
grooves
layer
Prior art date
Application number
RU2007142165/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Митрофанович Панин (RU)
Николай Митрофанович Панин
Владимир Федорович Сорокин (RU)
Владимир Федорович Сорокин
Вячеслав Геннадьевич Смирнов (RU)
Вячеслав Геннадьевич Смирнов
Игорь Вячеславович Смирнов (RU)
Игорь Вячеславович Смирнов
Original Assignee
Николай Митрофанович Панин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Митрофанович Панин filed Critical Николай Митрофанович Панин
Priority to RU2007142165/03A priority Critical patent/RU2357065C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357065C1 publication Critical patent/RU2357065C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention refers to rock destroying tool, particularly to supports of cone bits. The said technical result is achieved like follows: the suggested support consists of a sleeve bearing, exterior surface of which is coated with a layer of a wear resistant material. Also the surface of the wear resistant material is cut with grooves filled with solid lubricant. Depth of grooves is 0.4-0.6 from thickness of the layer of wear resistant material. In addition, the layer of wear resistant material can be applied as on exterior surface of the journal, so on interior surface of the roller cutter; while the grooves for lubrication are cut as screwed or direct line parallel to journal axis.
EFFECT: upgraded wear resistance of support due to reduced accidental ingress of abrasive material into loaded part of support, when interacting surfaces of journal and roller cutter are simultaneously lubricated.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот.The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to bearings of rolling cutter bits.

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.VI.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 manual “Drill bits”, Paliy P.A. and Korneev K.E., Moscow: Nedra, 1971, p. 175, fig. VI.29).

К недостаткам данной опоры следует отнести быстрый выход ее из строя. Особо это сильно сказывается при использовании долот для разбуривания твердых и крепких пород, эффективность работы которых определяется величиной осевой нагрузки.The disadvantages of this support include its quick failure. This is especially true when using bits for drilling hard and hard rocks, the efficiency of which is determined by the value of the axial load.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая цапфу и шарошку с замковым элементом и подшипником скольжения, наружная поверхность которого покрыта слоем износостойкого материала (см. патент США №36205480, кл. Е21В 10/22, 1971).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the support of the cone bit containing a pin and a cone with a locking element and a sliding bearing, the outer surface of which is covered with a layer of wear-resistant material (see US patent No. 36205480, CL Е21В 10/22, 1971) .

В данной опоре благодаря наплавке рабочих поверхностей подшипника скольжения износостойким материалом значительно увеличивается стойкость опоры.In this support, due to the surfacing of the working surfaces of the sliding bearing with wear-resistant material, the resistance of the support is significantly increased.

Недостатком прототипа является выкрашивание армированной поверхности подшипника скольжения, особенно при бурении с высокими осевыми нагрузками. Особо значительный износ армированной поверхности опоры наблюдается в случае попадания в опору абразивных частиц. Последние при вращении шарошки образуют на рабочей поверхности опоры скольжения царапины, в результате чего происходит выкрашивание армированной поверхности и быстрый выход ее из строя. Все это снижает работоспособность опоры, а следовательно, и долота в целом.The disadvantage of the prototype is the chipping of the reinforced surface of the sliding bearing, especially when drilling with high axial loads. Particularly significant wear of the reinforced surface of the support is observed when abrasive particles enter the support. The latter during rotation of the cone form scratches on the working surface of the sliding support, resulting in a spalling of the reinforced surface and its quick failure. All this reduces the efficiency of the support, and therefore the bit as a whole.

В соответствии с изложенным технической задачей изобретения является повышение стойкости опоры путем ее смазки и уменьшения вероятности попадания абразивных частиц в нагруженную часть опоры скольжения.In accordance with the stated technical object of the invention is to increase the stability of the support by lubricating it and reducing the likelihood of abrasive particles getting into the loaded part of the sliding support.

Поставленная техническая задача решается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей цапфу и шарошку с замковым элементом и подшипником скольжения, наружная поверхность которого покрыта слоем износостойкого материала, согласно изобретению рабочая поверхность износостойкого материала выполнена с канавками, заполненными твердой смазкой и имеющими глубину, составляющую 0,4-0,6 от высоты слоя износостойкого материала, а контактирующие поверхности подшипника скольжения и износостойкого материала образованы впадинами и ответными выступами, расположенными с угловым смещением относительно канавок для твердой смазки.The stated technical problem is solved in that in the support of a cone bit containing a pin and a cone with a locking element and a sliding bearing, the outer surface of which is covered with a layer of wear-resistant material, according to the invention, the working surface of the wear-resistant material is made with grooves filled with solid lubricant and having a depth of 0 , 4-0.6 from the height of the layer of wear-resistant material, and the contacting surfaces of the sliding bearing and wear-resistant material are formed by depressions and response lines PAMI, arranged angularly offset relative to the grooves of the solid lubricant.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:The solution of the problem also contributes to the fact that:

- слой износостойкого материала нанесен на наружную поверхность цапфы или на внутреннюю поверхность шарошки;- a layer of wear-resistant material is applied on the outer surface of the journal or on the inner surface of the cone;

- канавки для смазки выполнены в виде винтовой линии или прямой линии, параллельной оси цапфы.- the grooves for lubrication are made in the form of a helical line or a straight line parallel to the axis of the journal.

Такое выполнение опоры обеспечивает постоянную смазку опоры скольжения и практически исключает попадание абразивного шлама в нагруженную зону подшипника скольжения долота и тем самым повышает ее стойкость.This embodiment of the support provides constant lubrication of the sliding support and virtually eliminates the ingress of abrasive sludge into the loaded area of the sliding bearing of the bit and thereby increases its resistance.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид опоры долота в разрезе; фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3-5 варианты выполнения опоры и фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5.The invention is illustrated in the drawing, in which figure 1 depicts a General view of the support of the bit in section; figure 2 - section aa in figure 1; Fig.3-5 embodiments of the support and Fig.6 is a section bB in Fig.5.

Опора бурового шарошечного долота включает цапфу 1 и шарошку 2 с замковым элементом 3 (фиг.1) или 4 (фиг.5), подшипником скольжения 5, контактная поверхность которого между цапфой 1 и шарошкой 2 покрыта слоем износостойкого материала 6. Рабочая поверхность износостойкого материала 6 выполнена с канавками 7 с закругленными кромками, заполненными твердой смазкой 8, например, на основе графита, дисульфата молибдена и т.д. При этом глубина канавок 7 составляет 0,4-0,6 от высоты слоя износостойкого материала 6, изготавливаемого на твердосплавной основе с добавками хрома, вольфрама и кобальта. Слой износостойкого материала 6 может быть нанесен на наружную поверхность цапфы 1 (см. фиг.4-6) или на внутреннюю поверхность шарошки 2 (см. фиг.1-3). Контактирующие поверхности подшипника скольжения 5 и износостойкого материала 6 образованы впадинами 8 и ответными выступами 9, расположенными с угловым смещением относительно канавок 7 для твердой смазки. Канавки 7 могут выполняться как в виде винтовых линий (см. фиг.1-3), так и в виде прямых линий параллельно оси цапфы 1 (см. фиг.4-6). Длина канавок 7 выбирается таким образом, чтобы она была равна не менее длины подшипника скольжения 5 для обеспечения смазки всей его рабочей поверхности. При нанесении слоя износостойкого материала 6 на цапфе 1 по меньшей мере одна из прямых канавок 7 должна располагаться выше нагруженной части цапфы 1 (см. фиг.5-6). Выполнение канавок 7 на внутренней поверхности шарошки 2 обеспечивает смазку подшипника скольжения 5 при минимальном количестве канавок 7, что имеет существенное значение в первую очередь для малогабаритных долот, т.к. в этих долотах даже небольшое ослабление корпуса шарошки 2 или цапфы 1 может привести к преждевременному выходу шарошки, а следовательно, и долота в целом из строя. При работе долота с предложенной опорой в случае попадания в ее полость абразивного материала при вращении шарошки 2 абразивный материал собирается в канавках 7, вытесняя оттуда смазку 8, которая попадает на трущиеся поверхности между цапфой 1 и шарошкой 2, способствуя увеличению срока их службы. В канавках 7 скапливаются и частицы износостойкого материала 6, который также изнашивается и выкрашивается в процессе работы долота на забое скважины. Герметизация опоры осуществляется уплотнительным элементом 9, размещенным у торца цапфы 1.The support of the cone bit includes a pin 1 and a cone 2 with a locking element 3 (Fig. 1) or 4 (Fig. 5), a sliding bearing 5, the contact surface of which between the pin 1 and the cone 2 is coated with a layer of wear-resistant material 6. The working surface of the wear-resistant material 6 is made with grooves 7 with rounded edges filled with solid lubricant 8, for example, based on graphite, molybdenum disulfate, etc. The depth of the grooves 7 is 0.4-0.6 of the height of the layer of wear-resistant material 6, made on a carbide basis with the addition of chromium, tungsten and cobalt. A layer of wear-resistant material 6 can be applied to the outer surface of the journal 1 (see Fig. 4-6) or to the inner surface of the cone 2 (see Fig. 1-3). The contacting surfaces of the sliding bearing 5 and the wear-resistant material 6 are formed by cavities 8 and mating protrusions 9 located with an angular offset relative to the solid lubrication grooves 7. The grooves 7 can be made both in the form of helical lines (see Figs. 1-3), and in the form of straight lines parallel to the axis of the pin 1 (see Figs. 4-6). The length of the grooves 7 is chosen so that it is equal to at least the length of the sliding bearing 5 to ensure lubrication of its entire working surface. When applying a layer of wear-resistant material 6 on the trunnion 1, at least one of the straight grooves 7 should be located above the loaded part of the trunnion 1 (see Fig.5-6). The implementation of the grooves 7 on the inner surface of the cone 2 provides lubrication of the sliding bearing 5 with a minimum number of grooves 7, which is essential primarily for small bits, because in these bits, even a slight weakening of the cutter body 2 or pin 1 can lead to a premature exit of the cutter, and therefore the bit as a whole, out of order. When the bit is operated with the proposed support, if abrasive material enters its cavity when the cutter 2 rotates, the abrasive material collects in the grooves 7, displacing grease 8 from there, which enters the friction surfaces between the pin 1 and the cutter 2, thereby increasing their service life. Particles of wear-resistant material 6 also accumulate in the grooves 7, which also wears out and crashes during operation of the bit at the bottom of the well. Sealing the support is carried out by a sealing element 9 located at the end of the journal 1.

Все это позволяет повысить стойкость опоры путем уменьшения вероятности попадания абразивного шлама в нагруженную часть опоры при одновременном обеспечении смазки трущихся поверхностей цапфы и шарошки. Особенно эффективно использование предложенного технического решения при работе на форсированных режимах.All this allows you to increase the stability of the support by reducing the likelihood of abrasive sludge getting into the loaded part of the support while providing lubrication of the friction surfaces of the journal and cone. Especially effective is the use of the proposed technical solution when working in forced modes.

Claims (2)

1. Опора шарошечного долота, содержащая цапфу и шарошку с замковым элементом и подшипником скольжения, поверхность которого покрыта слоем износостойкого материала, отличающаяся тем, что рабочая поверхность износостойкого материала выполнена с канавками, заполненными твердой смазкой и имеющими глубину, составляющую 0,4-0,6 от высоты слоя износостойкого материала, а контактирующие поверхности подшипника скольжения и износостойкого материала образованы впадинами и ответными выступами, расположенными с угловым смещением относительно канавок для твердой смазки.1. Support cone bit containing a pin and a cone with a locking element and a sliding bearing, the surface of which is covered with a layer of wear-resistant material, characterized in that the working surface of the wear-resistant material is made with grooves filled with solid lubricant and having a depth of 0.4-0, 6 from the height of the layer of wear-resistant material, and the contacting surfaces of the sliding bearing and wear-resistant material are formed by depressions and mating protrusions located with an angular displacement relative to the channel Wok for solid lubricant. 2. Опора шарошечного долота по п.1, отличающаяся тем, что канавки для смазки выполнены в виде винтовой линии или прямой линии, параллельной оси цапфы. 2. Support roller cone according to claim 1, characterized in that the grooves for lubrication are made in the form of a helical line or a straight line parallel to the axis of the journal.
RU2007142165/03A 2007-11-15 2007-11-15 Support of cone bit RU2357065C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142165/03A RU2357065C1 (en) 2007-11-15 2007-11-15 Support of cone bit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142165/03A RU2357065C1 (en) 2007-11-15 2007-11-15 Support of cone bit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357065C1 true RU2357065C1 (en) 2009-05-27

Family

ID=41023478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007142165/03A RU2357065C1 (en) 2007-11-15 2007-11-15 Support of cone bit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357065C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634676C1 (en) * 2016-10-19 2017-11-02 Андрей Георгиевич Ищук Support of rolling cutter drilling bit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634676C1 (en) * 2016-10-19 2017-11-02 Андрей Георгиевич Ищук Support of rolling cutter drilling bit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11299687B2 (en) Guiding member in the form of a metal ring for assembly with friction and with the articulating and/or sliding capability of a shaft
US9033069B2 (en) High-shear roller cone and PDC hybrid bit
CN101614108B (en) Roller cone drill bits with optimized bearing structures
AU2009208733B2 (en) Spiral ribbed aluminum drillpipe
US7708090B2 (en) Excluder ring for earth-boring bit
US20130098688A1 (en) Drill bits having rotating cutting structures thereon
US20140353046A1 (en) Hybrid bit with roller cones near the bit axis
US4178045A (en) Abrasion resistant bearing seal
RU2357065C1 (en) Support of cone bit
RU2465427C1 (en) Drilling bit bearing structure
RU2342512C1 (en) Support of drilling roller cutting tool
RU2351740C1 (en) Support of cone bit
RU2634676C1 (en) Support of rolling cutter drilling bit
RU2351738C1 (en) Support for cutter drill bit
RU2374419C1 (en) Cone bit support (versions)
RU2476660C2 (en) Diamond one-cutter drilling bit
RU2660845C1 (en) Drilling bit bearing structure
RU2375546C1 (en) Support of boring rock-breaking tool
RU2386007C1 (en) Sealed drilling bit bearing assembly
RU2393321C1 (en) Rolling drilling bit
RU2342513C1 (en) Support of drilling roller cutting tool
RU2365733C1 (en) Drill bit bearing structure
RU2300620C1 (en) Drill roller bit
RU2304209C1 (en) Cone bit bearing assembly
RU2346133C1 (en) Drilling bit bearing structure