RU2493349C1 - Drill bit and method of its assembly - Google Patents

Drill bit and method of its assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2493349C1
RU2493349C1 RU2012124147/03A RU2012124147A RU2493349C1 RU 2493349 C1 RU2493349 C1 RU 2493349C1 RU 2012124147/03 A RU2012124147/03 A RU 2012124147/03A RU 2012124147 A RU2012124147 A RU 2012124147A RU 2493349 C1 RU2493349 C1 RU 2493349C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cone
radial
locking
mill
channel
Prior art date
Application number
RU2012124147/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Анатольевич Ясашин
Дмитрий Юрьевич Сериков
Вадим Петрович Якимов
Николай Митрофанович Панин
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 RU2012124147/03A priority Critical patent/RU2493349C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2493349C1 publication Critical patent/RU2493349C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: drill bit comprises legs, on inclined journals of which, made with circular grooves, there are mills installed, fixed by means of lock and stop elements, serially installed in radial channels of the mill and matched with circular grooves of journals. The radial channel in the mill is made as step-shaped, besides, the extent of the lower diameter is arranged at the outer side of the mill, at the same time the stop element is arranged in the form of a compression spring placed between the lock element and the support collar formed by a step of smaller diameter of the radial mill channel. In the method of assembly of the specified drill bit a lock element is first installed in the radial channel of the mill, then it is fixed with a stop element in the form of a compression spring, which is placed in the cavity between the lock element and the stop collar, formed by the step of the smaller diameter of the radial mill channel. The outer diameter of the stop element in compressed condition is selected as larger than the diameter of the smaller step of the radial mill channel.
EFFECT: increased efficiency of bit operation.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не вызывает значительных нагрузок, направленных вдоль оси цапфы.The invention relates to a rock cutting tool, namely to cone drill bits, primarily for drilling soft rocks and medium hard rocks, the destruction of which does not cause significant loads directed along the axis of the journal.

Известно буровое трехшарошечное долото, включающее корпус и конусные шарошки, установленные на цапфах лап посредством замкового подшипника (см. Палий П.П. и Корнеев К.Е «Буровые долота», М.: Недра, 1971 г., с.175, рис.У1.30).A three-cone drill bit is known, including a body and conical cones mounted on the pivot pins by means of a lock bearing (see Paly P.P. and Korneev K.E “Drill bits”, M .: Nedra, 1971, p.175, fig. .U1.30).

Недостатком этого долота является низкая эффективность работы из-за значительного ослабления цапфы, связанного с использованием замкового пальца большого размера.The disadvantage of this bit is the low efficiency due to the significant weakening of the trunnion associated with the use of a large lock finger.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф (см. патент РФ №2291270, кл. Е 21 В 10/22, 2007).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a cone drill bit, including paws, on the inclined trunnions of which are made with annular grooves, cones are mounted, fixed by means of locking and retaining elements, sequentially installed in the radial channels of the cone, combined with the annular grooves of the pins (see RF patent No. 2291270, class E 21 10/22, 2007).

Данное долото благодаря исключению замкового пальца повышает работоспособность опоры бурового долота, особенно малого диаметра, ресурс работы которого, как правило, лимитируется сроком службы опоры долота.This bit due to the exclusion of the locking finger increases the operability of the support of the drill bit, especially of small diameter, the service life of which, as a rule, is limited by the service life of the support of the bit.

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую вероятность выпадения стопорного элемента, особенно при бурении по трещиноватым породам вследствие сильной вибрации бурового инструмента. Это неминуемо приведет и к выпадению замкового элемента, а следовательно и к выходу опоры в целом. Преждевременный же выход опоры резко снижает эффективность работы долота в целом.The disadvantages of this bit include the relatively high probability of the locking element falling out, especially when drilling through fractured rocks due to strong vibration of the drilling tool. This will inevitably lead to the loss of the castle element, and therefore to the exit of the support as a whole. The premature exit of the support sharply reduces the overall performance of the bit.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы долота в целом.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the resource of the bit as a whole.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф, согласно изобретению радиальный канал в шарошке выполнен ступенчатой формы, причем ступень меньшего диаметра расположена с наружной стороны шарошки, при этом стопорный элемент выполнен в виде пружины сжатия, размещенной между замковым элементом и опорным буртом, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала шарошки.The technical result is achieved by the fact that in the cone drill bit, including paws, on the inclined pins of which are made with annular grooves, cones are mounted, fixed by means of locking and retaining elements, sequentially installed in the radial channels of the cone, combined with the annular grooves of the pins, according to the invention the radial channel in the cone is made in a stepped form, and a step of a smaller diameter is located on the outside of the cone, while the locking element is made in the form a compression spring located between the locking element and the supporting shoulder formed by a step of a smaller diameter of the radial cone channel.

В известном патенте РФ №2291270 способ монтажа бурового шарошечного долота включает установку на цапфах, выполненных с кольцевыми канавками на наружной поверхности, шарошек и фиксацию их посредством замкового и стопорного элементов, устанавливаемых в радиальных каналах шарошек после совмещения их с кольцевыми канавками цапф.In the known patent of the Russian Federation No. 2291270, the method of mounting a cone bit includes mounting on trunnions made with annular grooves on the outer surface, cones and fixing them by means of locking and retaining elements installed in the radial channels of the cones after combining them with the annular grooves of the trunnions.

К недостаткам данного способа следует отнести определенную сложность, связанную с надежной фиксацией стопорного элемента, обеспечиваемого или резьбовым соединением стопорного элемента с корпусом шарошки или же сваркой. Резьбовое соединение является сложной и дорогостоящей операцией в связи с необходимостью нарезки резьбы в термообработанном корпусе шарошки. Использование сварки для соединения стопорного элемента с корпусом шарошки ведет к отпуску материала корпуса шарошки, а следовательно и к ослаблению этого соединения и опоры в целом, особенно в долотах малых диаметров в связи с возможностью снижения твердости беговых дорожек опоры из-за отпуска материала шарошки.The disadvantages of this method include a certain complexity associated with the reliable fixation of the locking element, provided either with a threaded connection of the locking element to the roller cone body or welding. A threaded connection is a complex and expensive operation due to the need for threading in a heat-treated cone. The use of welding to connect the locking element with the cone body leads to the release of the material of the cone body, and therefore to weaken this connection and the support as a whole, especially in bits of small diameters due to the possibility of reducing the hardness of the racetracks of the support due to the release of the cone material.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота и упрощение конструкции узла крепления замкового подшипника.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the bit and simplify the design of the mounting assembly of the lock bearing.

Поставленный технический результат достигается тем, что в предложенном способе монтажа бурового долота, включающем установку на цапфах шарошек и фиксацию их посредством замкового и стопорного элементов, которые устанавливают в радиальных каналах шарошек после совмещения их с кольцевыми канавками цапф, согласно изобретению радиальные каналы шарошек выполняют ступенчатой формы, после чего стопорные элементы предварительно устанавливают в радиальных каналах шарошек, после чего их фиксируют пружинным элементом, который размещают в полости между замковым элементом и дном радиального канала шарошки, при этом наружный диаметр пружинного элемента в сжатом положении выбирают большим диаметра входной части радиального канала шарошки.The technical result achieved is achieved by the fact that in the proposed method of mounting the drill bit, which includes mounting the cones on the trunnions and fixing them by means of locking and retaining elements, which are installed in the radial channels of the cones after combining them with the annular grooves of the trunnions, according to the invention, the radial cones of the cones are step-shaped after which the locking elements are pre-installed in the radial channels of the cones, after which they are fixed with a spring element, which is placed on the floor bridges between the locking element and the bottom of the radial cone of the cone, while the outer diameter of the spring element in the compressed position is chosen larger than the diameter of the input part of the radial cone of the cone.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид долота; на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a General view of the bit; figure 2 - node a in figure 1 on an enlarged scale.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с резьбой 2, наклонными цапфами 3, на которых посредством подшипников 5 и 6, один из которых замковый, установлены конические шарошки 4, закрепленные посредством замковых 9 и стопорных 8 элементов, последовательно установленных в радиальных каналах 10 шарошки 4, совмещенных с кольцевыми канавками 7 цапф 3. Радиальный канал 10 в каждой шарошке 4 выполнен ступенчатой формы, причем ступень меньшего диаметра расположена с наружной стороны шарошки 4. Стопорный же элемент 8 выполнен в виде пружины сжатия и размещен между замковым элементом 9 и опорным буртом 11, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала 10 шарошки 4. При этом диаметр пружины сжатия 8 в рабочем положении должен быть больше, чем диаметр меньшей ступени радиального канала 10 шарошки 4. Опора может быть оснащена радиальным подшипником 5 и подшипником скольжения 6 в виде втулки 6.The drill bit contains a housing 1 with a thread 2, inclined pins 3, on which, through bearings 5 and 6, one of which is locking, conical cones 4 are mounted, fixed by means of locking 9 and locking 8 elements, sequentially installed in the radial channels 10 of the cone 4, combined with the annular grooves 7 trunnions 3. The radial channel 10 in each cone 4 is made stepwise, and a step of a smaller diameter is located on the outside of the cone 4. The locking element 8 is made in the form of a compression spring and times Even between the locking element 9 and the support collar 11, formed by the step of the smaller diameter of the radial channel 10 of the cone 4. In this case, the diameter of the compression spring 8 in the working position should be larger than the diameter of the smaller step of the radial channel 10 of the cone 4. The support can be equipped with a radial bearing 5 and a sliding bearing 6 in the form of a sleeve 6.

Монтаж предложенного долота заключается в следующем. Вначале осуществляется сборка лап с шарошками 4. С этой целью на цапфах 3 или подшипниках скольжения 6, выполненных с кольцевыми канавками 7 на наружной поверхности, устанавливают шарошки 4 и фиксируют их от осевого перемещения посредством замкового 9 и стопорного элементов 8. Замковый 9 и стопорный 8 элементы устанавливают в радиальных каналах 10 шарошек 4 после совмещения их с кольцевыми канавками 7, выполненными на цапфах 3 или подшипниках скольжения 6. При этом каждый замковый элемент 9 предварительно устанавливают в кольцевой расточке 12 радиального канала 10 шарошки 4, а после совмещения его с кольцевой канавкой 7 фиксируют пружинным стопорным элементом 8. Причем стопорный элемент 8 через зауженный участок размещают в полости ступенчатого радиального канала 10 между замковым элементом 9 и опорным буртом 11 канала 10. При этом наружный диаметр пружинного элемента 8 в исходном положении выбирают близким к диаметру зауженной части радиального канала 10 шарошки 4. Это гарантирует свободную установку пружинного элемента 8 в полости радиального канала 10 шарошки 4 и фиксацию замкового элемента 9. При этом пружинный элемент 8 сжимается и увеличивается в диаметре, благодаря чему он надежно удерживается в полости радиального канала 10. После сборки лап осуществляется сборка корпуса 1 путем сварки лап в единый блок и нарезки присоединительной резьбы 2.Installation of the proposed bit is as follows. First, the legs are assembled with cones 4. To this end, cones 4 are mounted on axles 3 or sliding bearings 6 made with annular grooves 7 on the outer surface and fixed from axial movement by means of locking 9 and locking elements 8. Lock 9 and locking 8 the elements are installed in the radial channels 10 of the cones 4 after combining them with the annular grooves 7, made on the pins 3 or bearings 6. Moreover, each locking element 9 is pre-installed in the annular bore 12 rad the channel 10 of the cone 4, and after combining it with the annular groove 7 is fixed with a spring locking element 8. Moreover, the locking element 8 through the narrowed section is placed in the cavity of the stepped radial channel 10 between the locking element 9 and the support shoulder 11 of the channel 10. The outer diameter of the spring the element 8 in the initial position is chosen close to the diameter of the narrowed part of the radial channel 10 of the cone 4. This ensures the free installation of the spring element 8 in the cavity of the radial channel 10 of the cone 4 and fixation of the locking element 9. In this case, the spring element 8 is compressed and increased in diameter, due to which it is firmly held in the cavity of the radial channel 10. After assembling the legs, the body 1 is assembled by welding the legs in a single block and cutting the connecting thread 2.

Благодаря выполнению радиальных каналов 10 шарошек 4 ступенчатой формы и использованию стопорных элементов 8 в виде пружин, размещаемых в расточке каналов 10, полностью исключается выпадение как замковых, так и стопорных элементов из радиальных каналов 10 в шарошке 4. Это позволяет значительно повысить надежность крепления шарошек и увеличить ресурс работы долота.Due to the implementation of the radial channels 10 cones 4 step shape and the use of locking elements 8 in the form of springs placed in the bore of the channels 10, the loss of both the locking and locking elements from the radial channels 10 in the cone 4 is completely excluded. This can significantly increase the reliability of fastening cones and increase the life of the bit.

Таким образом, применение предложенного изобретения позволяет в первую очередь упростить технологию изготовления долота и повысить надежность работы опоры и тем самым снизить стоимость бурового долота в целом и затраты на буровые работы.Thus, the application of the proposed invention allows primarily to simplify the manufacturing technology of the bit and increase the reliability of the support and thereby reduce the cost of the drill bit as a whole and the cost of drilling work.

Claims (2)

1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф, отличающееся тем, что радиальный канал в шарошке выполнен ступенчатой формы, причем ступень меньшего диаметра расположена с наружной стороны шарошки, при этом стопорный элемент выполнен в виде пружины сжатия, размещенной между замковым элементом и опорным буртом, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала шарошки.1. Drill roller bit, including paws, on the inclined trunnions of which, made with annular grooves, mounted cones fixed by means of locking and retaining elements, sequentially installed in the radial channels of the cone, combined with the annular grooves of the trunnions, characterized in that the radial channel in the roller cone made of a stepped shape, with a step of a smaller diameter located on the outside of the cone, while the locking element is made in the form of a compression spring located between the locking element and a porn collar formed by a step of a smaller diameter of the cone radial channel. 2. Способ монтажа бурового шарошечного долота, включающий установку на цапфах шарошек и фиксацию их посредством замковых и стопорных элементов, устанавливаемых в радиальных каналах шарошек после совмещения их с кольцевыми канавками цапф, отличающийся тем, что радиальный канал шарошки выполняют ступенчатой формы, после чего замковый элемент предварительно устанавливают в радиальном канале шарошки, после чего его фиксируют стопорным элементом в виде пружины сжатия, который размещают в полости между замковым элементом и опорным буртом, образованным ступенью меньшего диаметра радиального канала шарошки, при этом наружный диаметр стопорного элемента в сжатом положении выбирают большим диаметра меньшей ступени радиального канала шарошки, причем ступень меньшего диаметра радиального канала шарошки расположена с наружной стороны шарошки. 2. A method of mounting a drill bit, including mounting the cones on the trunnions and locking them with locking and locking elements installed in the radial channels of the cones after combining them with the annular grooves of the trunnions, characterized in that the radial cone of the cone is stepped, after which the locking element the cones are pre-installed in the radial channel, after which it is fixed with a locking element in the form of a compression spring, which is placed in the cavity between the locking element and the support collar, o a step of a smaller diameter of the radial cone of the cone, while the outer diameter of the locking element in the compressed position is chosen larger than the diameter of the smaller step of the radial cone of the cone, and the step of a smaller diameter of the radial cone of the cone is located on the outside of the cone.
RU2012124147/03A 2012-06-13 2012-06-13 Drill bit and method of its assembly RU2493349C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124147/03A RU2493349C1 (en) 2012-06-13 2012-06-13 Drill bit and method of its assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124147/03A RU2493349C1 (en) 2012-06-13 2012-06-13 Drill bit and method of its assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2493349C1 true RU2493349C1 (en) 2013-09-20

Family

ID=49183459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124147/03A RU2493349C1 (en) 2012-06-13 2012-06-13 Drill bit and method of its assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2493349C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690980C1 (en) * 2018-08-14 2019-06-07 Рустем Флитович Гаффанов Single-roller bit
RU2691179C1 (en) * 2018-08-14 2019-06-11 Рустем Флитович Гаффанов One-cutter rock drilling bit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1645437A1 (en) * 1988-07-28 1991-04-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Экономики Минерального Сырья И Геологоразведочных Работ Support of rolling cutter bit
RU2142550C1 (en) * 1995-07-27 1999-12-10 Государственное научно-производственное предприятие по сверхглубокому бурению и комплексному изучению недр Земли Roller bit
US20010000591A1 (en) * 1997-03-21 2001-05-03 Tibbitts Gordon A. Bit torque limiting device
RU2291270C1 (en) * 2005-06-03 2007-01-10 Николай Митрофанович Панин Rolling cutter drilling bit
RU2344265C1 (en) * 2007-07-03 2009-01-20 Николай Митрофанович Панин Facility for well drilling (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1645437A1 (en) * 1988-07-28 1991-04-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Экономики Минерального Сырья И Геологоразведочных Работ Support of rolling cutter bit
RU2142550C1 (en) * 1995-07-27 1999-12-10 Государственное научно-производственное предприятие по сверхглубокому бурению и комплексному изучению недр Земли Roller bit
US20010000591A1 (en) * 1997-03-21 2001-05-03 Tibbitts Gordon A. Bit torque limiting device
RU2291270C1 (en) * 2005-06-03 2007-01-10 Николай Митрофанович Панин Rolling cutter drilling bit
RU2344265C1 (en) * 2007-07-03 2009-01-20 Николай Митрофанович Панин Facility for well drilling (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690980C1 (en) * 2018-08-14 2019-06-07 Рустем Флитович Гаффанов Single-roller bit
RU2691179C1 (en) * 2018-08-14 2019-06-11 Рустем Флитович Гаффанов One-cutter rock drilling bit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130170778A1 (en) Angled bearing assembly
AU2016204850B2 (en) Excavation tool
RU2291270C1 (en) Rolling cutter drilling bit
JP2010540805A (en) Rotating cutter for tunnel boring machine
RU2493349C1 (en) Drill bit and method of its assembly
RU2327849C1 (en) Support of cone-rock bit and mounting methods (options)
US8550189B2 (en) Drive pin support
RU2691179C1 (en) One-cutter rock drilling bit
RU2592911C1 (en) Roller cutter drilling tool
RU2495217C1 (en) Drilling rock bit
RU2625684C2 (en) Drilling bit for drilling tools of mine rock and drilling tools of mine rock
RU2445436C1 (en) Rolling cutter drill bit support
RU2494216C1 (en) Rotary drilling bit (versions)
RU2374419C1 (en) Cone bit support (versions)
RU2308591C1 (en) Cone bit bearing structure
RU2496963C1 (en) Drilling bit
RU2467148C1 (en) Method of mounting roller drill bit bearing
RU2365733C1 (en) Drill bit bearing structure
RU2474670C1 (en) Drilling bit bearing structure
RU2281375C1 (en) Cone drilling bit bearing
RU2473771C1 (en) Cone bit support
RU2298075C1 (en) Cone bit bearing (variants)
RU2321721C1 (en) Drilling bit bearing structure
RU2291271C1 (en) Rolling cutter bit support
RU2393321C1 (en) Rolling drilling bit