RU2690980C1

RU2690980C1 - Single-roller bit

Info

Publication number: RU2690980C1
Application number: RU2018129516A
Authority: RU
Inventors: Рустем Флитович Гаффанов
Original assignee: Рустем Флитович Гаффанов
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2019-06-07

Abstract

FIELD: drilling equipment.SUBSTANCE: invention relates to drilling equipment, namely, a rock cutting tool of roller type. Single-roller bit comprises a body with an inclined trunnion, on which a rolling cutter is mounted on the external surface by means of a bearing and a locking pin. Roller housing is made along radius, and locking pin is located in cutter housing radial hole and is made in form of rod with two eccentrically arranged steps, outer end of which is reinforced with wear-resistant inserts and is made in form of part of sphere with radius equal to radius of cutter housing. Inner surface of radial hole of cutter housing, in which lock pin is located, is congruent to two eccentrically located steps of locking pin.EFFECT: technical result is higher efficiency of drilling bit by improving reliability of cutter roller.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа.The invention relates to a drilling technique, in particular to a rock cutting tool of roller type.

Известно буровое одношарошечное долото, включающее корпус с наклонной цапфой, на которой посредством замкового подшипника закреплена шарошка, наружная поверхность которой армирована вставными зубками (см. Масленников И.К. Справочник «Буровой инструмент», М. Недра, 1989, с. 16-18).A single-bit chisel drill is known, which includes a housing with an inclined trunnion, on which a roller cutter is fixed by means of a lock bearing, the outer surface of which is reinforced with insert teeth (see Maslennikov IK Reference Book Drilling Tool, M. Nedra, 1989, pp. 16-18 ).

Недостатком данного долота является низкая эффективность в работе, а именно проходка и малая механическая скорость бурения, связанные с трудностью разрушения центральной части забоя из-за малой угловой скорости вращения вооружения шарошки.The disadvantage of this bit is low efficiency in operation, namely, penetration and low mechanical drilling speed, due to the difficulty of destroying the central part of the face due to the low angular velocity of rotation of the cutting edge armament.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа буровое одношарошечное долото, содержащее корпус с наклонной цапфой, на которой посредством подшипника и замкового пальца закреплена шарошка (авт. св-во СССР №269085, кл. Е21В 10/08, 1988 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is selected as a prototype drilling single-cone bit, containing a housing with an inclined pin, on which a roller cutter is fixed by means of a bearing and a locking pin (auth. Of the USSR No. 269085, E21B 10/08 1988).

К недостаткам прототипа следует отнести сложность технологии изготовления узла ее крепления, особенно при использовании замкового пальца, проходящего через цапфу долота. При использовании же способа крепления шарошки- замковым пальцем, устанавливаемым через радиальный канал шарошки и фиксации пальца сваркой часто нарушается схема установки твердосплавных зубков, что ведет к образованию лысок на поверхности шарошек и резко снижает проходку и механическую скорость бурения.The disadvantages of the prototype should include the complexity of the technology of manufacturing its mount, especially when using the locking pin passing through the trunnion of the bit. When using the same method of fastening the roller cutter with a locking finger installed through the radial canal of the cutter and fixing the finger, welding often disrupts the installation of carbide inserts, which leads to the formation of bald spots on the surface of the cutting edges and drastically reduces penetration and mechanical drilling speed.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления шарошки при одновременном упрощении технологии изготовления долота.In connection with the above technical result of the invention is to increase the reliability of fastening of the cone, while simplifying the technology of manufacturing bits.

Указанный технический результат достигается тем, что в одношарошечном долоте, содержащем корпус с наклонной цапфой, на которой посредством подшипника и замкового пальца закреплена шарошка с вооружением на наружной поверхности, согласно изобретению корпус шарошки выполнен по радиусу, при этом замковый палец расположен в радиальном отверстии корпуса шарошки и выполнен в виде стержня с двумя эксцентрично расположенными ступенями, наружный торец которого армирован износостойкими вставками и выполнен в виде части сферы с радиусом, равным радиусу корпуса шарошки, а внутренняя поверхность радиального отверстия корпуса шарошки, в котором расположен замковый палец, конгруэнтна двум эксцентрично расположенным ступеням замкового пальца.This technical result is achieved by the fact that in a single cone bit, comprising a housing with an inclined trunnion, on which, by means of a bearing and a locking pin, a roller cutter is mounted with armament on the outer surface, according to the invention, the cone shape body is radially positioned; and made in the form of a rod with two eccentrically located steps, the outer end of which is reinforced with wear-resistant inserts and made as part of a sphere with a radius equal to the radius of the housing of the roller cutter, and the inner surface of the radial opening of the housing of the roller cutter, in which the locking pin is located, is congruent to the two eccentric located steps of the locking pin.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота в продольном разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which presents a General view of the bit in a longitudinal section.

Буровое одношарошечное долото содержит корпус 1 с наклонной цапфой 5, на которой посредством замкового шарикового подшипника 2 и замкового пальца 7 закреплена шарошка 3 с вооружением 4 на наружной поверхности. Корпус шарошки выполнен сферическим (по радиусу).The single-bit chisel includes a body 1 with an inclined pin 5, on which, by means of the lock ball bearing 2 and the lock finger 7, the roller cutter 3 with armament 4 is fixed on the outer surface. The cutter body is made spherical (radial).

Узел замкового подшипника образован шарикоподшипником 2 и замковым (стопорным) пальцем 7, расположенным в радиальном отверстии корпуса шарошки и выполненным в виде стержня с двумя эксцентрично расположенными ступенями, наружный торец которого армирован износостойкими вставками 4. При этом наружный торец замкового пальца 7 выполнен в виде части сферы с радиусом - R, равным радиусу корпуса шарошки 3. Внутренняя поверхность радиального отверстия корпуса шарошки, в котором расположен замковый палец 7, конгруэнтна двум эксцентрично расположенным ступеням замкового пальца 7.The castle bearing assembly is formed by a ball bearing 2 and a locking (locking) pin 7 located in the radial bore of the roller cutter body and made in the form of a rod with two eccentrically arranged steps, the outer end of which is reinforced with wear-resistant inserts 4. The outer end of the locking pin 7 is made as part spheres with a radius - R equal to the radius of the case of the roller cutter 3. The inner surface of the radial hole of the case of the roller cutter in which the locking pin 7 is located is congruent to two eccentrically located th steps of locking pin 7.

В процессе вращения шарошки 3 благодаря эксцентричному расположению ступеней стопорного пальца 7 происходит заклинивание и надежная фиксация пальца 7 в отверстии шарошки 3, исключающая нарушение схемы расположения вставок 4 и 8.In the process of rotation of the roller cutter 3, due to the eccentric arrangement of the steps of the locking finger 7, the pin 7 is secured and secured in the hole of the roller cutter 3, which excludes violation of the arrangement of inserts 4 and 8.

Промывочная система долота образована боковым каналом 6, направленным в корпусе 1 касательно к наружной поверхности шарошки 3. Возможен вариант выполнения промывочной системы с дополнительным каналом, проходящим через ось цапфы 5 (не показан).The flushing system of the bit is formed by a side channel 6 directed in the housing 1 with respect to the outer surface of the roller cutter 3. A variant of the flushing system with an additional channel passing through the axis of the trunnion 5 (not shown) is possible.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. После спуска на колонне труб бурового долота на него прикладывают осевую нагрузку и крутящий момент. Под действием этих сил вооружение рабочих органов бурового долота внедряется в породу и разрушают ее. Разрушенная порода в виде шлама выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой через боковой промывочный канал 6 корпуса 1, а затем - через кольцевой зазор между стенками скважины и бурильной колонны на поверхность.The principle of operation of the drill bit is as follows. After descending, an axial load and torque are applied to the drill bit pipe string. Under the influence of these forces, the armament of the working bodies of the drill bit is introduced into the rock and destroy it. Destroyed rock in the form of sludge is carried to the surface with flushing fluid supplied through the side flushing channel 6 of housing 1, and then through the annular gap between the walls of the well and the drill string to the surface.

В предложенном долоте благодаря расположению стопорного пальца 7 в корпусе шарошки 3, а не в корпусе долота 1, значительно упрощается конструкция опорного элемента и тем самым упрощается и технология его изготовления и долота в целом. При этом благодаря эксцентричному выполнению стопорного пальца 7 гарантируется надежная фиксация его относительно шарошки 3, исключающая нарушение схемы расположения зубков 8 на наружной поверхности шарошки 3.In the proposed bit, due to the location of the locking pin 7 in the case of the roller cutter 3, and not in the case of the bit 1, the design of the support element is greatly simplified, and thus the technology of its manufacture and the bit as a whole is simplified. At the same time, thanks to the eccentric performance of the locking pin 7, it is guaranteed that it is securely fixed to the roller cutter 3, eliminating a violation of the arrangement of the teeth 8 on the outer surface of the roller cutter 3.

Claims

A one-bit chisel containing a housing with an inclined trunnion, on which a roller cutter with armament is fixed to the outer surface by means of a bearing and a locking pin, characterized in that the roller-cutter body is radially aligned with the locking pin in the radial hole of the roller cone body and two eccentric located steps, the outer end of which is reinforced with wear-resistant inserts and made as part of a sphere with a radius equal to the radius of the housing of the roller cutter, and the inner surface for The bore of the housing of the roller cutter in which the locking pin is located is congruent to two eccentrically located steps of the locking pin.