RU2377382C1 - Roller cutter drilling tool bearing assembly (versions) - Google Patents
Roller cutter drilling tool bearing assembly (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377382C1 RU2377382C1 RU2008126848/03A RU2008126848A RU2377382C1 RU 2377382 C1 RU2377382 C1 RU 2377382C1 RU 2008126848/03 A RU2008126848/03 A RU 2008126848/03A RU 2008126848 A RU2008126848 A RU 2008126848A RU 2377382 C1 RU2377382 C1 RU 2377382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- seal assembly
- spring
- diameter
- rings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано в буровых долотах, расширителях и калибраторах с герметизированной маслонаполненной опорой.The invention relates to the field of well drilling and can be used in drill bits, reamers and calibrators with a sealed oil-filled support.
Известна опора бурового долота, содержащая цапфу и закрепленную на ней посредством замкового подшипника шарошку, армированную породоразрушающими зубками (см. Шарошечные долота, Международная инженерная энциклопедия. М.: 2000 г., с.11-13).A well-known drill bit support containing a trunnion and mounted on it by means of a lock bearing cone reinforced with rock-cutting teeth (see. Roller bits, International Engineering Encyclopedia. M .: 2000, pp. 11-13).
К недостаткам такого долота следует отнести быстрый выход из строя его опоры, что связано с возможностью попадания шлама в полость шарошки. Особенно это сильно сказывается при бурении по абразивным породам.The disadvantages of such a bit include the rapid failure of its support, which is associated with the possibility of sludge getting into the cone cavity. This is especially true when drilling through abrasive rocks.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является опора бурового шарошечного инструмента, содержащая цапфу с каналами для подачи смазки, узел уплотнения и шарошку, установленную на цапфе посредством замкового подшипника (см. Каталог буровых долот, ОАО ВОЛГАБУРМАШ, 2003 г., с.13, рис.1 и 2).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the support of the roller cone tool containing a pin with channels for supplying lubricant, a seal assembly and roller cone mounted on the pin using a locking bearing (see Catalog of drill bits, OJSC VOLGABURMASH, 2003, p. .13, Figs. 1 and 2).
Как известно, большое значение для работоспособности породоразрушающего инструмента любого типа имеет герметизация опор со стороны торца шарошки, предотвращающая попадание в нее абразивного шлама, способного кратно снизить стойкость и долговечность подшипников и всей опоры в целом. С этой точки зрения наличие узла герметизации в данном инструменте безусловно положительно влияет на ресурс работы его опоры. Однако надежность работы такого узла герметизации весьма мала. К недостаткам прототипа следует отнести малый срок службы используемого уплотнительного элемента и как следствие этого сравнительно быстрый выход из строя опоры и породоразрушающего инструмента в целом в связи с отсутствием возможности плавного регулирования натяга уплотнительного кольца, а также надежной и длительной компенсации его износа.As you know, of great importance for the operability of a rock cutting tool of any type is the sealing of supports on the side of the end of the cone, preventing the ingress of abrasive sludge that can reduce the resistance and durability of bearings and the entire bearing as a whole. From this point of view, the presence of a sealing unit in this tool certainly has a positive effect on the life of its support. However, the reliability of such a sealing unit is very small. The disadvantages of the prototype include the short life of the used sealing element and, as a result, the relatively quick failure of the support and rock cutting tool as a whole due to the lack of the ability to smoothly adjust the tightness of the sealing ring, as well as reliable and long-term compensation for its wear.
В связи с этим техническим результатом изобретения является повышение работоспособности опоры породоразрушающего инструмента.In this regard, the technical result of the invention is to increase the operability of the support of the rock cutting tool.
Для достижения указанного технического результата по первому варианту в опоре шарошечного породоразрушающего инструмента, включающей цапфу с каналами для подачи смазки, шарошку, закрепленную на цапфе посредством замкового подшипника, и установленный на цапфе узел уплотнения, согласно изобретению узел уплотнения выполнен в виде двух концентрично установленных цилиндров, наружный из которых на внутренней поверхности, а внутренний - на наружной поверхности выполнены соответственно с кольцевыми расточками и проточками под пружинные разрезные кольца, при этом в уплотнительном элементе используется по меньшей мере три разрезных пружинных кольца, два из которых имеют в свободном состоянии наружный диаметр, больший диаметра соответствующих кольцевых расточек наружного цилиндра, и установлены на его концевых участках, а размещенное между ними на наружной поверхности меньшего цилиндра пружинное разрезное кольцо имеет в свободном состоянии внутренний диаметр меньше наружного диаметра соответствующей кольцевой расточки внутреннего цилиндра.To achieve the specified technical result according to the first embodiment, in the support of a cone rock cutting tool, including an axle with channels for supplying lubricant, a cone mounted on the axle by means of a lock bearing, and a seal assembly mounted on the axle, according to the invention, the seal assembly is made in the form of two concentrically mounted cylinders, the outer one on the inner surface, and the inner one on the outer surface are respectively made with annular bores and grooves for spring ra carved rings, at the same time at least three split spring rings are used in the sealing element, two of which have an outer diameter in a free state, larger than the diameter of the corresponding annular bores of the outer cylinder, and installed on its end sections, and placed between them on the outer surface of the smaller of the cylinder, the spring split ring in the free state has an inner diameter smaller than the outer diameter of the corresponding annular bore of the inner cylinder.
Достижению указанного технического результата по обоим вариантам способствует также и то, что:The achievement of the specified technical result for both options also contributes to the fact that:
- внутренний цилиндр узла уплотнения выполнен из эластичного материала, а наружный - из гидропласта;- the inner cylinder of the seal assembly is made of elastic material, and the outer one is made of hydroplast;
- торцы пружинных разрезных колец имеют Z-образную форму, верхняя и нижняя полки которых установлены с перекрытием одной полки другой;- the ends of the spring split rings are Z-shaped, the upper and lower shelves of which are installed with the overlapping of one shelf of another;
По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в опоре бурового шарошечного инструмента, содержащей цапфу с каналами для подачи смазки, шарошку, закрепленную на цапфе посредством замкового подшипника, и установленный на внутренней поверхности шарошки узел уплотнения, согласно изобретению узел уплотнения выполнен в виде двух концентрично установленных цилиндров, наружный из которых на внутренней поверхности, а внутренний - на наружной поверхности выполнены соответственно с кольцевыми расточками и проточками под пружинные разрезные кольца, при этом в каждом узле уплотнения используется по меньшей мере три разрезных пружинных кольца, два из которых имеют в свободном состоянии внутренний диаметр меньше диаметра соответствующих кольцевых проточек внутреннего цилиндра, и установлены на его концевых участках, а размещенное между ними на внутренней поверхности наружного цилиндра пружинное разрезное кольцо имеет в свободном состоянии наружный диаметр больше диаметра соответствующей кольцевой расточки наружного цилиндра.According to the second variant, the technical result is achieved by the fact that in the support of the cone drilling tool containing a pin with channels for supplying lubricant, a cone mounted on the axle by means of a lock bearing, and a seal assembly mounted on the inner surface of the cone, according to the invention, the seal assembly is made in the form of two concentrically mounted cylinders, the outer of which on the inner surface, and the inner on the outer surface are respectively made with annular bores and grooves under spring split rings, with at least three split spring rings being used in each seal assembly, two of which have, in a free state, an inner diameter less than the diameter of the corresponding annular grooves of the inner cylinder, and are installed on its end sections, and placed between them on the inner the surface of the outer cylinder, the spring split ring in the free state has an outer diameter greater than the diameter of the corresponding annular bore of the outer cylinder.
Достижению указанного результата способствует также и то, что:The achievement of this result also contributes to the fact that:
- наружный и внутренний цилиндры узла уплотнения выполнены из гидропласта;- the outer and inner cylinders of the seal assembly are made of hydroplast;
- торцы пружинных разрезных колец имеют Z-образную форму, верхняя и нижняя полки которых установлены с перекрытием одной полки другой;- the ends of the spring split rings are Z-shaped, the upper and lower shelves of which are installed with the overlapping of one shelf of another;
На фиг.1 показан разрез секции бурового долота с герметизированной маслонаполненной опорой; на фиг.2 и 4 - разные варианты выполнения узла уплотнения, на фиг.3 и 5 - сечение А -А и Б - Б на фиг.2 и 4.Figure 1 shows a section of a drill bit section with a sealed oil-filled support; figure 2 and 4 - different embodiments of the node seal, figure 3 and 5 - section aa and b - b in figure 2 and 4.
Шарошечный породоразрушающий инструмент содержит лапу 1 с узлом смазки 2, шарошку 3 с зубьями 4, установленную на цапфе 5 посредством подшипников 7 и 8, и узел уплотнения 6, выполненный в виде двух концентрично установленных цилиндров 9 и 10. Наружный 9 цилиндр на внутренней поверхности, а внутренний цилиндр 10 - на наружной поверхности выполнены соответственно с кольцевыми расточками 11 и проточками 12 под пружинные разрезные кольца 13. При этом в каждом узле уплотнения 6 используют по меньшей мере три разрезных пружинных кольца 13.The cone rock cutting tool contains a paw 1 with a
По первому варианту выполнения опоры два кольца 13 установлены на концевых участках наружного цилиндра 9 и имеют в свободном состоянии наружный диаметр больше диаметра соответствующих кольцевых расточек 11. Третье кольцо 13, размещенное между кольцами наружного цилиндра 9 с возможностью плотного контакта между ними и закрепленное на наружной поверхности внутреннего цилиндра 10, имеет в свободном состоянии внутренний диаметр меньше наружного диаметра соответствующей кольцевой проточки 12 внутреннего цилиндра 10. Для обеспечения кругового контакта пружинных разрезных колец 13 с цилиндрами 9 и 10 торцы пружинных разрезных колец выполнены Z-образной формы, причем верхняя 14 и нижняя 15 полки Z-образных торцов в рабочем положении установлены с перекрытием одной полки другой. При этом внутренний цилиндр 10 узла уплотнения 6 выполнен из эластичного материала, наружный цилиндр 9 - из гидропласта. Выполнение внутреннего цилиндра 10 из эластичного материала обеспечивает удобство монтажа узла уплотнения 6 при установке его в кольцевой проточке у основания цапфы 5. Выполнение же наружного цилиндра 9 из гидропласта, характеризующегося высокой износостойкостью, повышает работоспособность узла уплотнения 6 в зоне контакта с вращающейся шарошкой 3.According to the first embodiment of the support, two
По второму варианту выполнения опоры, когда узел уплотнения 6 размещен в кольцевой расточке на внутренней поверхности шарошки 3, наружный 9 и внутренний 10 цилиндры выполняют из гидропласта. При этом наружный цилиндр 9 фиксируют в кольцевой расточке шарошки 3 неподвижной посадкой, обеспечивающей высокую герметичность соединения. Герметичность же между внутренним цилиндром 10 и цапфой 5 обеспечивается постоянным прижатием цилиндра 10 к цапфе 5 двумя пружинными кольцами 13, внутренний диаметр которых в свободном состоянии меньше диаметра соответствующих кольцевых проточек 12. В этом варианте выполнения опоры третье кольцо 13, размещенное между кольцами 13 внутреннего цилиндра 10, также как и в первом варианте, с возможностью плотного контакта между ними и закрепленное на внутренней поверхности наружного цилиндра 9, имеет в свободном состоянии наружный диаметр больше диаметра соответствующей кольцевой расточки 11 наружного цилиндра 9. Это исключает прохождение жидкости между кольцом 13 и наружным цилиндром 9. Торцы пружинных разрезных колец 13 выполнены как и в первом варианте.According to the second embodiment of the support, when the
Принцип работы предложенной опоры заключается в следующем. В процессе работы уплотнительный элемент 6 постоянно подвергается пульсирующим сжимающим и разжимающим нагрузкам, способствующим уменьшению его эластичности и нарушению герметичности опоры. Кроме того, этому способствует также и то, что опорные поверхности шарошки 3 и цапфы 5 подвергаются постоянному износу. В результате этого происходит увеличение зазора между шарошкой 3 и цапфой 5, а следовательно и увеличение сжимающих и разжимающих нагрузок, действующих на уплотнительный элемент 6 и способствующих его износу. Для компенсации износа опорных поверхностей шарошки 3, цапфы 5 в предложенной опоре предлагается использовать специальный узел уплотнения 6. Этот узел уплотнения 6 выполнен из двух концентрично установленных цилиндров 9 и 10 и размещенных между ними пружинных разрезных колец 13, обеспечивающих постоянное прижатие цилиндров 9 и 10 по всей их цилиндрической поверхности к опорным поверхностям цапфы 5 и шарошки 3. При этом кольца 13, взаимодействующие с наружным цилиндром оказывает на его стенки постоянно действующее распирающее усилие, а кольца 13, взаимодействующие с внутренним цилиндром 10 - постоянно действующее сжимающее усилие, что постоянно удерживает цилиндры 9 и 10 в напряженном состоянии.The principle of operation of the proposed support is as follows. In the process, the sealing
Данное предлагаемое изобретение позволяет достигнуть требуемого технического результата и может быть применено в любых буровых долотах, расширителях и калибраторах с герметизированной опорой для глубокого, сверхглубокого и взрывного бурения. Оно достаточно легко воспроизводится и надежно в работе.This invention allows to achieve the desired technical result and can be applied in any drill bits, reamers and calibrators with a sealed support for deep, super deep and explosive drilling. It is quite easy to reproduce and reliable in operation.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126848/03A RU2377382C1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Roller cutter drilling tool bearing assembly (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126848/03A RU2377382C1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Roller cutter drilling tool bearing assembly (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2377382C1 true RU2377382C1 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=41643035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008126848/03A RU2377382C1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Roller cutter drilling tool bearing assembly (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2377382C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452843C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-06-10 | Николай Митрофанович Панин | Support of rolling cutter drilling tool |
-
2008
- 2008-07-03 RU RU2008126848/03A patent/RU2377382C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие в 2-х кн.. Кн.1. - М.: Машиностоение, 1988, рис.625, 627, 629. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452843C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-06-10 | Николай Митрофанович Панин | Support of rolling cutter drilling tool |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6279671B1 (en) | Roller cone bit with improved seal gland design | |
RU2556579C2 (en) | Roller bit for drilling hard rocks that features mechanical seal and fine heat characteristics | |
US3765495A (en) | Drill bit seals | |
RU2580674C2 (en) | Structured texturing of drill bit sealing surface | |
JP2014505817A (en) | Cutter assembly for tunnel boring machine with pressure compensation | |
AU2014234545A1 (en) | Roller cutter with improved sealing | |
RU2377382C1 (en) | Roller cutter drilling tool bearing assembly (versions) | |
AU2012284583B2 (en) | Rock bit having a labyrinth seal/bearing protection structure | |
CA2754981C (en) | Seal assembly for a rotary earth bit | |
US10718165B2 (en) | Roller reamer integral pressure relief assembly | |
AU632588B2 (en) | Improved rotary drill bits | |
RU2389860C1 (en) | Rolling drilling bit with sealed bearing | |
RU2342512C1 (en) | Support of drilling roller cutting tool | |
US20060065445A1 (en) | Rock-bit seals with asymmetric contact profiles | |
RU2351740C1 (en) | Support of cone bit | |
RU2342513C1 (en) | Support of drilling roller cutting tool | |
RU2452843C1 (en) | Support of rolling cutter drilling tool | |
RU2658692C2 (en) | Drill bit with a dynamic metal seal | |
RU2465428C1 (en) | Sealed bearing structure of drilling bit | |
RU2658958C1 (en) | Drill bit | |
RU2365733C1 (en) | Drill bit bearing structure | |
RU2287656C1 (en) | Support for rolling cutter bit | |
RU2338864C1 (en) | Support of boring rock destructing tool (versions) | |
WO2010093340A2 (en) | Sealed bearing for a drilling bit rolling cutter | |
RU2658965C1 (en) | Drill bit |