RU2507364C1

RU2507364C1 - Flushing assembly of drilling bit (versions)

Info

Publication number: RU2507364C1
Application number: RU2012143279/03A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Юрьевич Сериков; Виталий Анатольевич Ясашин; Александр Викторович Кононов; Николай Александрович Артемьев; Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-02-20

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-type ring arranged in the annular bore of the seat. By the first version flushing assembly is provided with additional sealing elements and fasteners for split-type ring designed as rods of stepped shape, head piece is designed with stepped axial through channels for rods which height does not exceed the height of head piece, additional sealing elements are arranged on fastener rods under steps of their larger diameter. By the second version flushing assembly is provided with fasteners for split-type ring designed as rods of stepped shape, the head piece is designed with axial through channels for steps of rod of smaller diameter, and steps of rods of larger diameter are arranged in annular bore made at the seat bottom opposite to axial channels of the head piece.

EFFECT: improving operating efficiency of the bit; simplifying installation and removal of the flushing assembly.

2 cl, 2 dwg

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. Е21В 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 thorn-groove connection and a sealing ring located between the bottom of the socket and the end of the nozzle (see ed. St. USSR No. 1148956, class ЕВВ 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. Е21В 10/18, опубл. 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 Е21В 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, 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 дополнительными уплотнительными элементами и фиксаторами для разрезного кольца, выполненными в виде стержней ступенчатой формы, причем насадка выполнена со ступенчатыми осевыми сквозными каналами под стержни, высота которых не более высоты насадки, при этом дополнительные уплотнительные элементы размещены на стержнях фиксатора под ступенями их большого диаметра.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 placed in the annular socket bore, according to the invention it is equipped with additional sealing elements and clamps for a split ring, made in the form of stepped rods, and the nozzle is made with taut axial through channels for the rods, the height of which is not more than the height of the nozzle, while additional sealing elements are placed on the clamp rods under the steps of their large diameter.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в промывочным 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 фиксаторами для разрезного кольца, выполненными в виде стержней ступенчатой формы, при этом насадка выполнена с осевыми сквозными каналами под ступени стержня меньшего диаметра, а ступени стержней большего диаметра размещены в кольцевой расточке, выполненной на дне гнезда оппозитно осевым каналам насадки.According to the second embodiment, the technical result is achieved in 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 equipped with clamps for a split ring made in the form of stepped rods, while the nozzle is made with axial through channels under the rod steps shego diameter and degree larger diameter rods are arranged in an annular bore formed in the bottom of the axial slot opposite to the nozzle channels.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе в рабочем в рабочем положении, на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.In Fig.1 shows a General view of the washing unit in longitudinal section in the working position, in Fig.2 - node A in Fig.1 on an enlarged scale.

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. Насадка 4 по первому варианту выполнена с осевыми сквозными каналами 7 ступенчатой формы (см. левую часть фиг.2), предназначенными для размещения фиксаторов 8, выполненных в виде цилиндрических стержней ступенчатой формы. При этом нижняя ступень фиксаторов 8 в рабочем положении выступает за выходной торец насадки 4 и контактируют своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью стопорного разрезного кольца 6, а верхняя ступень фиксатора 8 большего диаметра размещается в ступени канала большего диаметра 12 в верхней части насадки 4. Промывочные узлы по 1-му варианту предпочтительно применять в долотах большого диаметра, в которых насадки позволяют без ущерба для их прочности применять осевые каналы 7 значительного диаметра. В 1-ом варианте выполнения промывочного узла для его герметизации используются основной 10 и дополнительные уплотнительные элементы 11, число которых соответствует числу фиксаторов 8. Основной уплотнительный элемент размещается между контактирующими стенками гнезда 3 и насадки 4. Дополнительные уплотнительные элементы 11 размещены на стержнях фиксаторов 8 под ступенями их большого диаметра и обеспечивают герметизацию полости между стенками осевых каналов 7 насадки 4 и стержнями фиксатора 8.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. The nozzle 4 according to the first embodiment is made with axial through channels 7 of a stepped shape (see the left part of FIG. .2), designed to accommodate the latches 8, made in the form of cylindrical rods stepped. At the same time, the lower stage of the clamps 8 in the working position protrudes beyond the output end of the nozzle 4 and contacts its outer surface with the inner surface of the retaining split ring 6, and the upper stage of the clamp 8 of a larger diameter is located in the channel stage of a larger diameter 12 in the upper part of the nozzle 4. Flushing units according to the 1st embodiment, it is preferable to use in bits of large diameter, in which the nozzles allow axial channels 7 of significant diameter to be used without damage to their strength. In the 1st embodiment of the washing unit, the main 10 and additional sealing elements 11 are used to seal it, the number of which corresponds to the number of latches 8. The main sealing element is placed between the contact walls of the socket 3 and nozzle 4. Additional sealing elements 11 are placed on the clamp rods 8 under steps of their large diameter and provide sealing of the cavity between the walls of the axial channels 7 of the nozzle 4 and the rods of the latch 8.

В промывочном узле по 2-му варианту (см. правую часть фиг.2), используемому преимущественно в долотах малого диаметра, ступень большего диаметра фиксатора 8 располагается в кольцевой канавке 9, выполненной в корпусе 1 на дне гнезда 3 оппозитно осевым каналам 7. Высота кольцевой канавки 9 выбирается таким образом, чтобы фиксаторы 8 в крайнем верхнем положении не препятствовали установке стопорного разрезного кольца 6 в кольцевой расточке 5 гнезда 3. Для герметизации насадки 4 по 2-му варианту предусмотрен один уплотнительный элемент 10, размещенный соответственно между стенками гнезда 3 и наружной поверхностью насадки 4.In the flushing unit according to the 2nd embodiment (see the right part of FIG. 2), used mainly in small diameter bits, a step of a larger diameter of the retainer 8 is located in an annular groove 9 made in the housing 1 at the bottom of the socket 3 opposite to the axial channels 7. Height the annular groove 9 is selected so that the latches 8 in their highest position do not interfere with the installation of the snap split ring 6 in the annular bore 5 of the socket 3. To seal the nozzle 4 according to the 2nd embodiment, there is one sealing element 10 located respectively, between the walls of the socket 3 and the outer surface of the nozzle 4.

Монтаж узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают насадку 4 с уплотнительным элементом 10 и фиксаторами 8 с уплотнительными элементами 11. После этого долото, а следовательно, и промывочный узел поворачивают на 180° и ставят долото на присоединительный ниппель. В результате этого фиксаторы 8 утапливаются в осевых каналах 7 насадки 4 (по 1-му варианту) и в кольцевой канавке 9 корпуса 1 (по 2-му варианту). Затем в кольцевой расточке 5 устанавливают стопорное кольца 6, долото снова переворачивают на 180° и фиксаторы 8 занимают рабочее положение, когда их ступени меньшего диаметра контактируют с внутренней поверхностью стопорного кольца 6, предотвращая его сжатие, а следовательно, и выпадение как самого кольца 6, так и насадки 4. Для осевого перемещения стержней фиксатора 8, в случае попадания шлама в осевые каналы 7, могут быть использованы специальные приспособления.The assembly of the node is as follows. In the socket 3, a nozzle 4 is installed with a sealing element 10 and latches 8 with sealing elements 11. After this, the bit, and therefore the flushing unit, is rotated 180 ° and the bit is placed on the connecting nipple. As a result of this, the latches 8 are recessed in the axial channels 7 of the nozzle 4 (according to the 1st embodiment) and in the annular groove 9 of the housing 1 (according to the 2nd embodiment). Then, a retaining ring 6 is installed in the annular bore 5, the bit is again turned 180 ° and the clamps 8 occupy the working position when their steps of a smaller diameter are in contact with the inner surface of the retaining ring 6, preventing it from being compressed, and therefore falling out like the ring 6 itself, and nozzles 4. For axial movement of the rods of the latch 8, in the case of slurry entering the axial channels 7, special devices can be used.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности. Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж и повышает эффективность его работы за счет улучшения гидравлического совершенства благодаря исключению образования свободного пространства между верхним торцом насадки и дном гнезда, как это имеет место в прототипе.Dismantling the washing unit is carried out in the reverse order. The application of the proposed site simplifies its installation and dismantling and increases the efficiency of its work by improving hydraulic perfection due to the exclusion of the formation of free space between the upper end of the nozzle and the bottom of the socket, as is the case in the prototype.

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 located in the annular boring of the socket, characterized in that it is equipped with additional sealing elements and clamps for a split ring, made in the form of stepped rods, and the nozzle is made with stepped axial through channels for rods, the height of which is not more Height of the nozzle, with additional sealing elements are arranged on the rods beneath the latch stages of their large diameters.

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 located in the annular bore of the socket, characterized in that it is equipped with clamps for the split rings made in the form of step-shaped rods, while the nozzle is made with axial through channels under the steps of the rod of smaller diameter, and the steps of the rods of larger diameter are placed in the rings second bore formed in the bottom of the axial slot opposite to the nozzle channels.