RU2445437C1

RU2445437C1 - Rolling cutter drill bit support

Info

Publication number: RU2445437C1
Application number: RU2010144912/03A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Ованесович Цатурян (RU); Эдуард Ованесович Цатурян; Юрий Васильевич Михайлов (RU); Юрий Васильевич Михайлов; Ольга Викторовна Парамонова (RU); Ольга Викторовна Парамонова; Мирослав Валентинович Шлапак (RU); Мирослав Валентинович Шлапак; Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-03-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: support feature is design of a ball plug in the form of an eccentric two-stage rod with a common generatrix and its equipment with an insert, internal and external surfaces of which are eccentric, at the stage of the smaller diameter rod. At the same time the channel in the leg for a ball plug has a shape of two parallel cylinders, besides, the axis of the cylinder of larger diameter matches the axis of the external surface of the insert, and the axis of the cylinder of smaller diameter - the axis of the internal surface of the insert.

EFFECT: elimination of ball plug slippage and improved reliability of retaining bearing fixation, higher operability of the support and the drill bit as a whole.

2 dwg

Description

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

Известна опора шарошечного долота, содержащая шарошку, зафиксированную на цапфе посредством шарикового замкового подшипника, запираемого пальцем, один конец которого выполнен с беговой дорожкой под шариковый замковый подшипник [см. патент США №4588309, кл. Е21В 10/08, 1986 г.].Known support cone bit containing a cone fixed on the pin using a ball lock bearing, locked with a finger, one end of which is made with a treadmill under the ball lock bearing [see US patent No. 4588309, CL. E21B 10/08, 1986].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является опора бурового шарошечного долота, содержащая выполненную за одно целое с лапой цапфу, на которой закреплена шарошка посредством шарикового замкового подшипника, зафиксированного запорным пальцем, установленным в канале лапы [см. патент РФ №2269635, кл. Е21В 10/22, 2006 г.].The closest in technical essence and the achieved result is the support of the cone drill bit, containing a pin made in one piece with the paw, on which the cone is fixed by means of a ball lock bearing, fixed with a locking finger installed in the paw channel [see RF patent No. 2269635, class ЕВВ 10/22, 2006].

К недостаткам как аналога, так и прототипа можно отнести ограниченный ресурс работы из-за возможности проворота пальца под действием крутящего момента, передаваемого на палец от вращающейся шарошки, а проворот пальца даже на несколько градусов неминуемо приведет к заклиниванию шарошки.The disadvantages of both the analog and the prototype include a limited service life due to the possibility of turning the finger under the action of the torque transmitted to the finger from the rotating cone, and turning the finger even a few degrees will inevitably lead to cone jamming.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение срока службы опоры за счет исключения проворота пальца и заклинивания шарошки.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the service life of the support by eliminating the rotation of the finger and jamming cones.

Указанный технический результат достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей выполненную за одно целое с лапой цапфу, на которой закреплена шарошка посредством шарикового замкового подшипника, зафиксированного запорным пальцем, установленным в канале лапы, согласно изобретению запорный палец выполнен в виде эксцентричного двухступенчатого стержня с общей образующей и снабжен установленным на стержне вкладышем в виде сегмента в поперечном сечении, наружная и внутренняя поверхности которого эксцентричны, при этом канал в лапе под запорный палец имеет форму двух параллельных цилиндров, причем ось цилиндра большего диаметра совпадает с осью наружной поверхности вкладыша, а ось цилиндра меньшего основания - с осью внутренней поверхности вкладыша.The specified technical result is achieved by the fact that in the support of the cone bit, which comprises a trunnion integral with the paw, on which the cone is fixed by means of a ball lock bearing fixed by a locking finger installed in the channel of the paw, according to the invention, the locking finger is made in the form of an eccentric two-stage rod with common generatrix and equipped with a liner mounted on the rod in the form of a segment in cross section, the outer and inner surfaces of which are eccentric, while the channel in the paw under the locking finger, it has the form of two parallel cylinders, with the axis of the cylinder of larger diameter coinciding with the axis of the outer surface of the liner, and the axis of the cylinder of the smaller base with the axis of the inner surface of the liner.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемой опоры бурового долота в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the proposed support of the drill bit in section, figure 2 - section aa in figure 1.

Опора содержит шарошку 1, зафиксированную на цапфе 2 посредством шарикового подшипника 3, собираемого через канал 4 в лапе 6. После сборки подшипника 3 канал 4 запирается пальцем 5, выполненным в виде двухступенчатого эксцентричного стержня с общей образующей 7 и снабженным вкладышем 8, установленным на ступени стержня меньшего диаметра. Вкладыш 8 имеет в поперечном сечении форму сегмента, наружная 9 и внутренняя 10 поверхности которого выполнены с эксцентриситетом ε. При этом канал 4 в лапе 6 под запорный палец 5 имеет форму двух соосных цилиндров 11 и 12, причем ось цилиндра большего диаметра 12 совпадает с осью наружной поверхности вкладыша 8, а ось цилиндра меньшего основания 11 - с осью внутренней поверхности 10 вкладыша 8.The support comprises a cone 1 fixed on the pin 2 by means of a ball bearing 3 assembled through a channel 4 in the foot 6. After assembling the bearing 3, the channel 4 is locked with a finger 5 made in the form of a two-stage eccentric rod with a common generatrix 7 and equipped with an insert 8 mounted on the stage rod of smaller diameter. The insert 8 has a cross-sectional shape of a segment, the outer 9 and inner 10 of the surface of which are made with an eccentricity ε. The channel 4 in the paw 6 under the locking pin 5 has the form of two coaxial cylinders 11 and 12, the axis of the cylinder of larger diameter 12 coinciding with the axis of the outer surface of the liner 8, and the axis of the cylinder of the smaller base 11 with the axis of the inner surface 10 of the liner 8.

В процессе работы за счет крутящего момента и осевого перемещения долота на запорный палец 5 постоянно действуют силы, стремящиеся к его провороту, что может привести к заклиниванию шарикового подшипника и шарошки и выходу долота из строя. Использование эксцентричного вкладыша 8 и предложенная схема его размещения на замковом пальце 5 при соблюдении существующей технологии фиксации шарикового подшипника 3, а следовательно, и без усложнения конструкции позволит исключить это негативное явление и тем самым значительно увеличить ресурс работы опоры и долота в целом. В предложенном долоте в процессе работы крутящий момент от шарошки на палец 5 передается через вкладыш 8, который заклинивается между пальцем 5 и стенкой канала 12 в лапе 6 и надежно фиксирует палец 5 от проворота. Величина усилия заклинивания вкладыша 8 зависит от величины эксцентриситета ε, который и определяет величину угла заклинивания ω вкладыша 8.In the process, due to the torque and axial movement of the bit on the locking finger 5, forces constantly act, tending to rotate it, which can lead to jamming of the ball bearing and roller cone and the failure of the bit. The use of an eccentric insert 8 and the proposed scheme for its placement on the locking finger 5, subject to the existing technology for fixing the ball bearing 3, and therefore without complicating the design, will eliminate this negative phenomenon and thereby significantly increase the life of the support and the bit as a whole. In the proposed bit during operation, the torque from the cutter to the finger 5 is transmitted through the insert 8, which is jammed between the finger 5 and the wall of the channel 12 in the foot 6 and reliably fixes the finger 5 from turning. The magnitude of the jamming force of the liner 8 depends on the eccentricity ε, which determines the magnitude of the jamming angle ω of the liner 8.

Такое выполнение замкового пальца исключает его проворот и тем самым повышает надежность работы замкового подшипника. Это в свою очередь позволяет повысить работоспособность опоры и долота в целом.This embodiment of the locking finger eliminates its rotation and thereby increases the reliability of the locking bearing. This, in turn, makes it possible to increase the operability of the support and the bit as a whole.

Claims

The support of the cone bit, containing the trunnion made integrally with the paw, on which the cone is fixed by means of a ball lock bearing fixed by a locking finger installed in the channel of the paw, characterized in that the locking finger is made in the form of an eccentric two-stage rod with a common generatrix and equipped with an installed on the rod with a liner in the form of a segment in cross section, the outer and inner surfaces of which are eccentric, while the channel in the paw for the locking finger has the form of two pairs allelic cylinders, and the axis of the cylinder of larger diameter coincides with the axis of the outer surface of the liner, and the axis of the cylinder of the smaller base with the axis of the inner surface of the liner.