RU2505659C1

RU2505659C1 - Flushing assembly of drilling bit (versions)

Info

Publication number: RU2505659C1
Application number: RU2012141486/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Кононов; Александр Никитович Панкратенко; Дмитрий Сергеевич Ситников; Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-01-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: flushing assembly of a drilling bit includes a housing with a passage and a seat provided with an annular bore, and a nozzle with a sealing element, which is installed in the seat and fixed there by means of a retaining split ring arranged in the annular bore of the seat. The flushing assembly is equipped with fasteners in the form of rods of stepped shape and an additional ring with axial channels; with that, the additional ring is arranged between the lower edge of a head piece and the upper edge of a stop split-type ring. As per the first version, the head piece has blind axial channels combined with axial channels of the additional ring and intended to arrange fasteners installed in initial position flush with the lower edge of the additional ring and retained in such a position by means of low-melting material. As per the second version, the head piece has blind axial channels for arrangement of fasteners, which, when in working position, are combined with axial channels of the additional ring, and when in initial position, they are offset one relative to the other in a circumferential direction and spring-loaded in axial direction.

EFFECT: improving operating reliability and efficiency of the whole bit.

1 dwg, 2 cl

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.The invention relates to a rock cutting tool, mainly of a hydromonitor type, namely to their washing units.

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой, превышающий двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип-паз» и размещенный между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт.св. СССР №1148956, кл. E21B 10/18, 1985 г.).A well-known flushing unit of a drill bit, including a housing with a channel for supplying a cleaning agent, a socket for a nozzle and an annular groove, exceeding the double thickness of the retaining split ring, the ends of which are made in the form of a spike groove and a sealing ring located between the bottom of the socket and the end of the nozzle (see ed. St. USSR No. 1148956, class E21B 10/18, 1985).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости. Другой причиной малой надежности известного промывочного узла является увеличение радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда, что объясняется увеличенной высотой кольцевой канавки.The disadvantage of this washing unit is the lack of reliability associated with the possibility of erosion of the end sections of the retaining ring by the reflected flow of washing liquid. Another reason for the low reliability of the known flushing unit is an increase in radially compressive forces acting on the retaining ring and squeezing it out of the socket, due to the increased height of the annular groove.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда (см. авт.св. СССР №1601310, кл. E21B 10/18, опубликован в 1990 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a flushing unit of the drill bit containing a housing with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element installed in the socket, fixed there by means of a snap split ring placed in the annular bore of the socket ( see ed. St. USSR No. 1601310, class E21B 10/18, published in 1990).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет исключения выдавливания насадки из гнезда корпуса. К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и разгерметизации промывочного узла.This flushing unit has a fairly high reliability due to the elimination of extrusion of the nozzle from the housing socket. Its disadvantages include the relatively high complexity of installation and dismantling, because To install the retaining ring, it is necessary to deform the sealing element by the size of the collar of the retaining ring. Another disadvantage of the known device is its hydraulic imperfection associated with the formation of a free cavity between the end of the nozzle and the bottom of the socket. With strong pressure drops in this zone, this can lead to erosion of the sealing ring located in this cavity and depressurization of the washing unit.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.In connection with the stated technical result of the invention is to simplify the installation and dismantling of the washing device and increase its efficiency by improving hydraulic perfection.

Поставленный технический результат по первому варианту достигается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащим корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда, согласно изобретению, он снабжен фиксатором в виде стержней ступенчатой формы и дополнительным кольцом с осевыми каналами, при этом дополнительное кольцо размещено между нижним торцом насадки и верхним торцом стопорного разрезного кольца, а насадка выполнена с глухими осевыми каналами, совмещенными с осевыми каналами дополнительного кольца и предназначенными для размещения фиксаторов, установленных в исходном положении заподлицо с нижним торцом дополнительного кольца и удерживаемых в таком положении посредством легкоплавкого материала.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the flushing unit of the drill bit, comprising a body with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element installed in the socket, fixed there by means of a snap split ring located in the annular socket bore, according to the invention, it is equipped with a latch in the form of stepped rods and an additional ring with axial channels, with an additional ring placed between the lower end of the nozzles and the upper end of the snap split ring, and the nozzle is made with blind axial channels aligned with the axial channels of the additional ring and designed to accommodate the latches installed in the initial position flush with the lower end of the additional ring and held in this position by means of fusible material.

По второму варианту поставленный технический результат достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда, согласно изобретению, он снабжен фиксатором в виде стержней ступенчатой формы и дополнительным кольцом о осевыми каналами, при этом дополнительное кольцо размещено между нижним торцом насадки и верхним торцом стопорного разрезного кольца, а насадка выполнена глухими осевыми каналами для размещения фиксаторов, которые в рабочем положении совмещены с осевыми каналами дополнительного кольца, а в исходном положении они смещены одни относительно других в окружном направлении и подпружинены в осевом направлении.According to the second variant, the technical result is achieved by the fact that in the flushing unit of the drill bit, comprising a body with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element installed in the socket, fixed there by a snap split ring placed in the annular socket bore, according to the invention, it is provided with a latch in the form of stepped rods and an additional ring about axial channels, with an additional ring placed between the lower end of the nozzles and the upper end of the locking split ring, and the nozzle is made of blind axial channels to accommodate the latches, which in the working position are aligned with the axial channels of the additional ring, and in the initial position they are offset one from another in the circumferential direction and spring-loaded in the axial direction.

На чертеже изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе в рабочем положении (левая часть - выполнение промывочного узла в исходном положении по первому варианту, а правая часть - по второму варианту в рабочем положении).The drawing shows a General view of the washing unit in longitudinal section in the working position (the left part is the execution of the washing unit in the initial position according to the first embodiment, and the right part according to the second embodiment in the working position).

Промывочный узел содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи очистного агента и гнездом 3 под насадку 4. Гнездо 3 выполнено с кольцевой расточкой 5 под стопорное кольцо 6. Между обращенными один к другому торцами стопорного кольца 6 и насадки 4 размещено дополнительное кольцо 7 с осевыми каналами 8. Насадка 4 выполнена с глухими осевыми каналами 9, которые в рабочем положении совмещены с осевыми каналами 8 дополнительного кольца 7 и предназначены для размещения фиксаторов 10. Последние выполнены в виде стержней ступенчатой формы, установлены в рабочем положении заподлицо с торцом дополнительного кольца 7 и удерживаются в таком положении по первому варианту посредством легкоплавкого материала 11 (см. левую часть чертежа).The washing unit contains a housing 1 with a channel 2 for supplying a cleaning agent and a socket 3 for a nozzle 4. The socket 3 is made with an annular bore 5 for a retaining ring 6. Between the ends of the retaining ring 6 and the nozzle 4 facing one another there is an additional ring 7 with axial channels 8. The nozzle 4 is made with blind axial channels 9, which in the working position are combined with the axial channels 8 of the additional ring 7 and are designed to accommodate the clamps 10. The latter are made in the form of stepped rods, installed in the working position flush with the end of the additional ring 7 and are retained in this position by means of the first embodiment of fusible material 11 (see. the left part of the drawing).

По второму варианту (см. правую часть чертежа) осевые каналы 9 под фиксаторы 10 в исходном положении смещены относительно осевых каналов 8 дополнительного кольца 7 в окружном направлении. Это достигается проворотом дополнительного кольца 7 вокруг своей продольной оси относительно насадки 4. При этом фиксаторы 10 подпружинены пружиной 12 и удерживаются в этом положении путем упора фиксаторов 10 в верхний торец дополнительного кольца 7.According to the second option (see the right part of the drawing), the axial channels 9 under the clamps 10 in the initial position are offset relative to the axial channels 8 of the additional ring 7 in the circumferential direction. This is achieved by turning the additional ring 7 around its longitudinal axis relative to the nozzle 4. In this case, the latches 10 are spring-loaded with a spring 12 and are held in this position by abutting the latches 10 in the upper end of the additional ring 7.

Монтаж узла по первому варианту осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают насадку 4 с уплотнительным элементом 13 и закрепленными легкоплавким материалом 11 в глухих каналах 9 фиксаторами 10. После этого между обращенными один к другому торцами стопорного кольца 6 и насадки 4 размещают дополнительное кольцо 7. Затем сжимают стопорное кольцо 6, устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и приводят промывочный узел в рабочее положение путем расплавления легкоплавкого материала 11. В результате этого фиксаторы освобождаются и они начинают контактировать с внутренней поверхностью стопорного кольца 6, предотвращая его сжатие, а следовательно, и выпадение как самого кольца, так и насадки 4.Installation of the node according to the first embodiment is as follows. In the socket 3, a nozzle 4 with a sealing element 13 and fastened by fusible material 11 in the blind channels 9 is fixed by clamps 10. After that, an additional ring 7 is placed between the ends of the retaining ring 6 and the nozzle 4 facing one another. Then, the lock ring 6 is compressed, and it is installed in ring bore 5 of the socket 3 and bring the flushing unit to the working position by melting the fusible material 11. As a result, the latches are released and they begin to contact the inner surface of the locks th ring 6, preventing its compression and hence loss of both the ring and the nozzle 4.

Монтаж узла по второму варианту осуществляется следующим образом. После размещения в гнезде 3 насадки 4 с фиксаторами 10 и уплотнительным элементом 13 устанавливают дополнительное кольцо 7, осевые каналы 8 которого смещены относительно глухих каналов 9 насадки 4. При этом дополнительное кольцо 7 поджимают сжатым в радиальном направлении стопорным кольцом 6 до совмещения последнего с кольцевой расточкой 5. После установки стопорного кольца 6 в кольцевой расточке 5 поворачивают дополнительное кольцо 7 вокруг своей продольной оси до совмещения его осевых каналов 8 с глухими каналами 9 насадки 4. При их совмещении под действием сжатой пружины 12 фиксаторы 10 опускаются и входят в контакт своей боковой поверхностью с внутренней поверхностью разрезного кольца 7. Этим обеспечивается стопорение разрезного кольца 6 от радиального сжатия, что предохраняет его от выпадения. Это в свою очередь предохраняет от выпадения насадку 4 и тем самым повышает надежность работы всего промывочного узла. При этом благодаря плотному прижатию торца насадки 4 ко дну гнезда исключается размыв корпуса 1 промывочной жидкостью при любом режиме промывки и тем самым улучшается гидравлическое совершенство промывочного узла, что благоприятно сказывается на производительности бурового долота в целом.Installation of the node according to the second embodiment is as follows. After placing the nozzle 4 with the clips 10 and the sealing element 13 in the socket 3, an additional ring 7 is installed, the axial channels 8 of which are displaced relative to the blind channels 9 of the nozzle 4. In this case, the additional ring 7 is pressed in by a radially compressed retaining ring 6 until the latter is aligned with the annular bore 5. After installing the retaining ring 6 in the annular bore 5, rotate the additional ring 7 around its longitudinal axis until its axial channels 8 are aligned with the blind channels 9 of the nozzle 4. When combined under the action of the compressed spring 12, the clamps 10 are lowered and come into contact with their lateral surface with the inner surface of the split ring 7. This ensures that the split ring 6 is locked against radial compression, which prevents it from falling out. This, in turn, prevents the nozzle 4 from falling out and thereby increases the reliability of the entire flushing unit. Moreover, due to the tight pressing of the end face of the nozzle 4 to the bottom of the socket, the erosion of the housing 1 by washing liquid is excluded in any washing mode, thereby improving the hydraulic perfection of the washing unit, which favorably affects the performance of the drill bit as a whole.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности. По первому варианту поворачивают долото в вертикальной плоскости на 180 и фиксатор 10 под действием собственного веса падает на дно глухого канала 9. После этого разрезное стопорное кольцо 6 свободно снимается путем его сжатия. По второму варианту вначале специальным инструментом утапливают фиксаторы 10 в каналах 9, после чего они фиксируются в утопленном положении дополнительным диском 7 путем его поворота вокруг своей продольной оси. Затем сжимают разрезное кольцо 6, вынимают его из расточки 5 и при необходимости меняют насадку 4.Dismantling the washing unit is carried out in the reverse order. In the first embodiment, the bit is turned in a vertical plane by 180 and the latch 10 falls under the action of its own weight to the bottom of the blind channel 9. After that, the split retaining ring 6 is freely removed by compression. According to the second variant, first, the clamps 10 in the channels 9 are recessed with a special tool, after which they are fixed in the recessed position by the additional disk 7 by turning it around its longitudinal axis. Then compress the split ring 6, remove it from the bore 5 and, if necessary, change the nozzle 4.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж и повышает эффективность его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.The application of the proposed site simplifies its installation and dismantling and increases its efficiency by improving hydraulic perfection.

Claims

1. The flushing unit of the drill bit, comprising a housing with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element installed in the socket, fixed there by means of a snap split ring placed in the annular bore of the socket, characterized in that it is provided with latches in the form step-shaped rods and an additional ring with axial channels, while the additional ring is placed between the lower end of the nozzle and the upper end of the retaining split ring, and the nozzle is made from deaf and axial channels aligned with the axial channels and the additional ring designed to accommodate latches mounted in the rest position flush with the lower end of the additional ring and held in that position by fusible material.

2. A flushing assembly of a drill bit, comprising a body with a channel and a socket made with an annular bore, and a nozzle with a sealing element installed in the socket, fixed there by means of a snap split ring placed in the annular bore of the socket, characterized in that it is provided with latches in the form step-shaped rods and an additional ring with axial channels, while the additional ring is placed between the lower end of the nozzle and the upper end of the retaining split ring, and the nozzle is made from deaf and axial channels for placement of clamps which in the operating position aligned with the axial channels of the additional ring and in the rest position they are displaced one relative to the other in the circumferential direction, and biased in the axial direction.