SU1761936A1 - Device for rolling cutter bit bearing sludge protecting and lubricating - Google Patents
Device for rolling cutter bit bearing sludge protecting and lubricating Download PDFInfo
- Publication number
- SU1761936A1 SU1761936A1 SU904820104A SU4820104A SU1761936A1 SU 1761936 A1 SU1761936 A1 SU 1761936A1 SU 904820104 A SU904820104 A SU 904820104A SU 4820104 A SU4820104 A SU 4820104A SU 1761936 A1 SU1761936 A1 SU 1761936A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- channels
- valve
- bit
- piston
- valves
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Использование: бурение скважин шарошечными долотами с очисткой забо воздушно-вод ной смесью. Сущность изобретени : устройство включает корпус, размещенный между буровым ставом и шарошечным долотом. В полости корпуса установлены два подпружиненных обратных клапана, один из которых выполнен в виде поршн , а другой - в виде соединенной с ним тарелки. Седло клапана выполнено в виде втулки с радиальными каналами и соединенными с ними продольными каналами. При срабатывании устройства радиальные каналы перекрываютс поршнем, а продольные - тарелкой. 1 ил.Use: drilling with roller bits with the cleaning of the intake air-water mixture. SUMMARY OF THE INVENTION: The device includes a housing placed between a drill rod and a roller bit. Two spring-loaded non-return valves are installed in the body cavity, one of which is designed as a piston, and the other as a plate connected to it. The valve seat is designed as a sleeve with radial channels and longitudinal channels connected to them. When the device is triggered, the radial channels overlap the piston and the longitudinal channels overlap the plate. 1 il.
Description
Изобретение относитс к бурению скважин на карьерах шарошечными долотами с очисткой забо воздушно-вод ной смесью и может быть использовано при бурении обводненных скважин.The invention relates to the drilling of wells in quarries with roller cone bits with a bottom-hole mixture cleaning and can be used to drill watered wells.
Известны устройства дл шламозащиты и смазки опор шарошечного долота, устанавливаемые непосредственно в ниппеле долота и перекрывающие во врем отключени продувки как центральное продувочное отверстие в насадке долота, так и кольцевую полость ниппел долота.There are known devices for sludge protection and lubrication of roller bit supports, which are installed directly in the bit nipple and blocking both the central blowing hole in the bit nozzle and the annular cavity of the bit nipple during blowdown shut-off.
Недостатком известных устройств шламозащиты , устанавливаемых в ниппеле шарошечного долота, вл етс то, что в св зи с ограниченным рабочим пространством в ниппеле долота, в устройстве шламозащиты принимают минимальные размеры проходных сечений дл пропуска промывочно-про- дувочного и смазочного агента.A disadvantage of the known sludge protection devices installed in the nipple of the roller bit is that, in connection with the limited working space in the nipple of the chisel, the sludge protection device accepts the minimum dimensions of flow sections for the passage of the washing-blowing and lubricating agent.
В результате этого при работе устройств в пневмотранспортной сети увеличиваетс давление, что вызывает излишние затраты электроэнергии, уменьшает срок службы насосно-компрессорного оборудовани .As a result, when devices are operated in a pneumatic transport network, pressure increases, which causes unnecessary energy costs, and reduces the service life of the pump-compressor equipment.
Отмеченный недостаток частично устранен в шламозащитном устройстве, в котором обратные клапаны установлены в переходниках над долотом. Оно содержит верхний и нижний переходники, соединенные между собою буровой трубой, и снабжено двум клапанами, причем один из клапанов перекрывает полость, образованную между переходниками, сверху, подпружинен относительно верхнего переходника и св зан стержнем с закрепленным в нижнем переходнике другим клапаном, перекрывающим полость снизу.The noted deficiency is partially eliminated in the sludge protective device, in which non-return valves are installed in adapters above the bit. It contains upper and lower adapters connected to each other by the drill pipe, and is equipped with two valves, one of the valves overlaps the cavity formed between the adapters from above, is spring-loaded relative to the upper adapter and is connected by a rod with another valve fixed in the lower adapter .
Однако это устройство не обеспечивает надежной герметизации уплотн емых поло (ЛHowever, this device does not provide reliable sealing of sealed polos (L
СWITH
vivi
OsOs
ю соyu so
ONON
стей, во-первых, из-за того, что и в верхнем, и в нижнем клапанах герметизаци изолируемых полостей осуществл етс по очень узкой полоске контакта клапана с клапанным гнездом.First, due to the fact that in both the upper and lower valves, the sealing of the insulated cavities is carried out along a very narrow strip of contact between the valve and the valve seat.
Известно, что, если размер полоски контакта клапана с клапанным гнездом в направлении утечки равен L, ширина щели в уплотнении S и средн скорость утечки VCp, утечка сжатого газа с динамической в зкостью ц будет происходить при перепаде давлени А /и L Vcp/S1, т.е. это будет то максимальное избыточное давление, которое можно удержать в герметизируемой полости при ширине полоски контакта L в одном клапане.It is known that if the size of the valve contact strip with the valve seat in the direction of leakage is L, the width of the gap in the seal S and the average leakage rate VCp, the leakage of compressed gas with dynamic viscosity c will occur when the pressure drop A / and L Vcp / S1, those. this will be the maximum overpressure that can be kept in the cavity to be sealed with the contact strip width L in one valve.
При двух клапанах, изолирующих полость с обоих торцов, как прин то в прототипе , утечка сжатого воздуха будет в два раза интенсивнее и будет происходить преимущественно через верхний клапан, так как именно здесь перепад давлени будет наибольший.With two valves isolating the cavity from both ends, as is the case in the prototype, the leakage of compressed air will be twice as intensive and will occur mainly through the upper valve, since it is here that the pressure drop will be greatest.
Отсюда следует, что особенно надежным необходимо делать герметизацию каналов утечки в верхнем клапане.It follows that it is especially necessary to seal the leakage channels in the upper valve.
Во-вторых, в рабочем положении клапаны , св занные между собою тонким и длинным стержнем (около 8 м), центрируютс только в верхней втулке, котора свободно расположена в углублении переходника, поэтому при бурении в услови х поперечных биений и интенсивных вертикальных вибраций става штанг, клапаны будут раскачиватьс как ма тник, что об зательно приведет к повреждению уплотн ющих поверхностей клапанов и их гнезд в самый первый период проходки настолько, что герметизаци полостей станет невозможной.Secondly, in the working position, the valves connected between themselves with a thin and long rod (about 8 m) are centered only in the upper sleeve, which is freely located in the recess of the adapter, therefore, when drilling under conditions of lateral beats and intense vertical vibrations of the rods , the valves will swing like a master, which will necessarily damage the sealing surfaces of the valves and their nests in the very first period of penetration so that the sealing of the cavities will become impossible.
В-третьих, верхний и нижний переходники , выполненные заодно целое с клапанными гнездами, жестко св заны между собою буровой трубой (около 8 м длиною) с резьбовыми соединени ми на каждом кольце .Thirdly, the upper and lower adapters, which are made integral with valve sockets, are rigidly connected between each other by a drill pipe (about 8 m long) with threaded connections on each ring.
Практически достижимые допуски соосности отверстий (клапанных гнезд) относительно продольной оси при таком удалении их составл ет 2-3 мм, а требуемое дл обеспечени надежной герметизации отклонение от соосности отверстий в клапанных гнездах не должно превышать 0,02-0,03 мм, т.е. меньше достигнутого в 100 раз.Practically achievable tolerances of the coaxiality of the holes (valve sockets) relative to the longitudinal axis with such removal are 2-3 mm, and the deviation from the coaxiality of the holes in the valve sockets, required to ensure reliable sealing, should not exceed 0.02-0.03 mm, t. e. less than 100 times.
Другим недостатком прототипа вл етс повышенное аэродинамическое сопротивление , которое возникает при пропуске промывочно-продувочного агента из-за излишнего затенени проходных сечений в верхнем переходнике, вызванное необходимостью установки упом нутой выше центрирующей втулки. Кроме того, имеет повышенную материалоемкость деталей устройства.Another disadvantage of the prototype is the increased aerodynamic drag that occurs when the flushing-blowing agent is skipped due to excessive shading of the flow sections in the upper adapter caused by the need to install the centering sleeve mentioned above. In addition, it has an increased material consumption of parts of the device.
5Целью изобретени вл етс увеличение надежности герметизации изолируемых полостей и повышение эксплуатационных качеств устройства.5 The purpose of the invention is to increase the reliability of sealing of insulated cavities and increase the performance of the device.
Поставленна цель достигаетс тем, чтоThe goal is achieved by the fact that
10 в устройстве, содержащем переходник, ниппель которого соединен с буровым ставом, а муфта - с долотом, гнездо клапанов, установленное в ниппельной части переходника , и два клапана, подпружиненных10 in the device containing the adapter, the nipple of which is connected to the drill rod, and the coupling to the bit, valve seat installed in the nipple part of the adapter, and two valves spring-loaded
15 относительно переходника, гнездо клапанов выполнено в виде втулки с радиальными и соедин емыми с ними продольными каналами , а верхний и нижний клапаны объединены в одну деталь, выполненную в виде15 relative to the adapter, the valve seat is made in the form of a sleeve with radial and longitudinal channels connected to them, and the upper and lower valves are combined into one piece, made in the form
0 поршн с тарелкой на нижнем конце, установленную во втулке с возможностью перекрыти ее каналов.0 piston with a plate at the lower end installed in the sleeve with the possibility of blocking its channels.
Отличительными особенност ми изобретени вл ютс выполнение гнезда кла5 панов в виде втулки с радиальными и соедин емыми с ними продольными каналами;Distinctive features of the invention are the implementation of the nest of valves in the form of a sleeve with radial and connected with them longitudinal channels;
объединение верхнего и нижнего клапанов в одну моноблочную деталь, выполнен0 ную в виде поршн с тарелкой на нижнем конце, установка этой детали во втулке с возможностью перекрыти ее каналов.combining the upper and lower valves into one single piece, made in the form of a piston with a plate at the lower end, installing this part in a sleeve with the possibility of blocking its channels.
Такое техническое решение позвол ет дважды перекрыть возможные пути утечкиThis solution allows you to double the possible leak paths.
5 сжатого воздуха из герметизируемой полости ниппел долота и опор шарошек, использу простейшие клапаны, к которым относ тс цилиндрический поршень и плоский тарельчатый клапан.5 compressed air from the sealed cavity of the nipple of the bit and the mills using simple valves, which include a cylindrical piston and a flat poppet valve.
0 Объединение верхнего и нижнего клапанов в одну деталь, выполненную в виде поршн с тарелкой на нижнем конце, позвол ет с высокой точностью изготовить эту деталь, выдержав требуемые допуски на ци5 линдричность и перпендикул рность расположени уплотн ющих поверхностей, чтс при установке ее в упом нутое выше гнезде клапанов гарантирует очень строгое центрирование деталей и повышенную надеж0 ность герметизации изолируемых полостей как за счет двойного перекрыти возможных путей утечки в направлении верхнего клапана, так и за счет выбора желаемого размера L-полоски контакта клапанов с кла5 панным гнездом в направлении утечки.0 Combining the upper and lower valves in one piece, made in the form of a piston with a plate at the lower end, allows to produce this part with high accuracy, maintaining the required tolerances on the cycling, and perpendicularity of the arrangement of sealing surfaces, when installed in the above the valve seat ensures very strict centering of parts and increased reliability of sealing of isolated cavities both due to double overlap of possible leakage paths in the direction of the upper valve and due to you ora desired size L-valves with contact strips kla5 pannym receptacle in the leakage direction.
Изобретение позвол ет уменьшить материалоемкость и аэродинамические сопротивлени устройства при продувке скважин Изобретение может быть использованс не только в клапанах шламозащитных устройств , но и в других конструкци х машин и механизмов, в пневматических и гидравлических системах, где необходима повышенна надежность герметизации изолируемых полостей.The invention allows to reduce the consumption of materials and the aerodynamic resistance of the device during the blowing of wells. The invention can be used not only in valves of sludge protective devices, but also in other designs of machines and mechanisms, in pneumatic and hydraulic systems where increased reliability of sealing of insulated cavities is necessary.
Детали устройства просты по форме и технологичны в изготовлении.Parts of the device are simple in shape and easy to manufacture.
На чертеже изображена обща принципиальна схема устройства.The drawing shows a general schematic diagram of the device.
Оно включает переходник 1, ниппель которого соединен с буровым ставом 2, а муфта - с шарошечным долотом 3, гнездо клапанов, установленное в ниппельной части переходника 1 и выполненное в виде втулки 4 с радиальными каналами 5 исоеди- н емыми с ними продольными каналами 6. Внутри втулки 4 расположена деталь 7, объедин юща два клапана: верхний, выполненный в виде цилиндрического поршн 8, перекрывающий радиальные каналы 5 втул- ки 4, и нижний - тарельчатый клапан 9, перекрывающий продольные каналы 6.It includes adapter 1, the nipple of which is connected to the drill stand 2, and the coupling to the roller bit 3, valve seat installed in the nipple part of adapter 1 and made in the form of sleeve 4 with radial channels 5 and longitudinal channels 6 connected to them. Inside the sleeve 4 there is a part 7, which unites two valves: the upper one, made in the form of a cylindrical piston 8, which overlaps the radial channels 5 of the sleeve 4, and the lower one - the disk valve 9, which blocks the longitudinal channels 6.
Пружиной 10 клапаны прижаты к нижнему торцу втулки 4.Spring 10 valves are pressed to the lower end of the sleeve 4.
Дл пропуска промывочно-продувочно- го агента из подклапанной полости 11 к шарошечному долоту 3 в переходнике 1 выполнены осевое 12 и периферийные отверсти 13, а в шарошечном долоте 3 предусмотрены центральное сопло 14 и ка- налы 15 дл продувки опор шарошек.To pass the flushing and blowing agent out of the subvalvular cavity 11 to the roller bit 3, the adapter 1 has axial 12 and peripheral holes 13, and the central nozzle 14 and channels 15 are provided in the roller bit 3 for blowing the roller cone supports.
Предложенное устройство работает следующим образом. Механизм вращени станка вращает буровой став 2 и соединенные с ним переходник 1 и шарошечное до- лото 3, прижима его к забою углубл емой скважины. Перекатыва сь по забою, зубь шарошек долота разрушают породу. Внутрь бурового става 2 от насосно-компрессорной установки станка нагнетают водо-масло- воздушную смесь (промывочно-продувоч- ный агент). Смесь, проход по трубам бурового става 2, давит на верхний торец поршневого клапана 8 и смещает его вниз, сжима пружину 10. Двига сь вниз, клапан 8 открывает радиальные каналы 5, а тарельчатый клапан 9 открывает продольные кана- лы6,поэтомусмесьThe proposed device operates as follows. The mechanism of rotation of the machine rotates the drill becoming 2 and the adapter 1 and the roller bit 3 connected to it, pressing it to the bottom of the recessed well. Rolling over the face, the bits of the bit cutters destroy the rock. A water-oil-air mixture (flushing-blowing agent) is injected into the drill rod 2 from the pump-compressor unit of the machine. The mixture, the passage through the pipes of the drill rod 2, presses on the upper end of the piston valve 8 and shifts it downward, compressing the spring 10. Moving down, the valve 8 opens the radial channels 5, and the poppet valve 9 opens the longitudinal channels 6, therefore the mixture
промывочно-продувочного агента по каналам 5 и 6 поступает в подклапанную полость 11, а из нее по отверсти м 12 и 13 поступает в полость ниппел шарошечного долота 3. Здесь поток смеси раздел етс и часть его (примерно 70% от общего объема) через центральное сопло 14 идет в забой на очи- стку скважины, а друга часть по каналам 15 поступает в опоры шарошек на охлаждение и смазку подшипников. Это рабочий режим очистки скважины и попутной смазки опор.the flushing and flushing agent enters channels 5 and 6 into the subvalvular cavity 11, and from it holes 12 and 13 enter the nipple of the roller bit 3 into the cavity. Here the mixture flow is separated and part of it (approximately 70% of the total volume) through the central the nozzle 14 goes to the bottom to clean the well, and the other part of the channels 15 enters the roller cone supports for cooling and lubricating the bearings. This is the operating mode of cleaning the well and associated lubrication of the supports.
В случае внезапного отключени продувки давление смеси в буровом ставе 2 уменьшаетс и сжата пружина 10 прижимает тарельчатый клапан 9 к клапанному гнезду 4, при этом тарельчатый клапан 9 перекрывает усть продольных каналов 6 а поршневой клапан 8 в это же врем перекрывает радиальные каналы 5, ведущие во внутреннюю полость клапанного гнезда 4.In the event of a sudden shutdown of the purge, the pressure of the mixture in the drilling rig 2 decreases and the spring 10 is compressed and presses the disc valve 9 to the valve seat 4, while the disc valve 9 blocks the mouth of the longitudinal channels 6 and the piston valve 8 at the same time closes the radial channels 5 leading the internal cavity of the valve socket 4.
Таким образом каналы 5 и 6, сообщающие внутреннюю полость бурового става 2 с полостью ниппел долота 3 и затрубным пространством скважины, оказываютс перекрыты дважды, что гарантирует надежную герметизацию изолируемых полостей и сохран ет во внутренней полости ниппел долота 3 повышенное давление промывочно-продувочного агента, равное тому давлению , которое предшествовало отключению продувки, поэтому ни шлам, ни загр зненна жидкость не смогут проникнуть ни в опоры шарошек, ни в ниппель долота 3, ни в подклапанную полость 11 переходника 1.Thus, channels 5 and 6, which communicate the internal cavity of the drill rod 2 with the cavity of the nipple of the bit 3 and the annular space of the well, are blocked twice, which ensures reliable sealing of the insulated cavities and keeps the pressure of the flushing-blowing agent equal to the pressure that preceded the shutdown of the purge, therefore, neither the sludge nor the contaminated liquid can penetrate either the bearings of the cones, nor into the nipple of the bit 3, nor into the subslap cavity 11 adapter 1.
При возобновлении продувки пор док работы шламозащитного устройства повторитс в описанной выше последовательности .When resuming the blow, the order of operation of the sludge protective device will repeat in the sequence described above.
Следует отметить, что предлагаемое устройство не только надежно герметизирует изолируемые полости, но и отдел ет большую часть жидкости и смазки, содержащейс в той части смеси, котора идет в центр забо , и направл ет отделенную жидкость и смазку в опоры шарошек.It should be noted that the proposed device not only reliably seals the insulated cavities, but also separates most of the liquid and lubricant contained in the part of the mixture that goes to the center of the bottom, and directs the separated liquid and lubricant to the cones.
Это обусловлено тем, что поток смеси, поступающий во внутреннюю полость гнез да 4 клапанов, раздел етс на 9-12 параллельных струек (по числу продольных каналов 6). При этом движение смеси подвергаетс высокой степени турбулизации. Капельки жидкости и смазки сталкиваютс между собой и объедин ютс , прилипают к стенкам каналов 6 и стекают по ним в подклапанную полость 11.This is due to the fact that the flow of the mixture entering the internal cavity of the nest of 4 valves is divided into 9-12 parallel streams (according to the number of longitudinal channels 6). The movement of the mixture undergoes a high degree of turbulence. Liquid droplets and lubricants collide with each other and combine, stick to the walls of the channels 6 and flow down them into the subvalvular cavity 11.
Следу к ниппелю долота 3, поток смеси повторно проходит через отверсти 13 и еще раз подвергаетс осушению. Это приводит к тому, что у стенок устройства идет обогащенна жидкостью и смазкой смесь продувочного агента, а в центральной части идет осушенный воздух. Из ниппел долота 3 обогащенна жидкостью и смазкой смесь поступает по каналам 15 в опоры шарошек.Following to the nipple of the bit 3, the flow of the mixture re-passes through the apertures 13 and is again dried. This leads to the fact that at the walls of the device there is a mixture of a purge agent enriched with liquid and lubricant, and in the central part dried air flows. From the nipple of the bit 3, the mixture enriched with liquid and lubricant flows through the channels 15 into the bearings of the cones.
Процесс водо-масло-отделени может быть существенно усилен, если в центральное сопло 14 ввернуть маслоотдели- тельную трубку или клапан, например, КОП-2. Предлагаемое устройство не исключает такой возможности.The water-oil-separation process can be significantly enhanced if a oil-separating tube or valve, for example, KOP-2, is screwed into the central nozzle 14. The proposed device does not exclude this possibility.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904820104A SU1761936A1 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Device for rolling cutter bit bearing sludge protecting and lubricating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904820104A SU1761936A1 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Device for rolling cutter bit bearing sludge protecting and lubricating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1761936A1 true SU1761936A1 (en) | 1992-09-15 |
Family
ID=21511434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904820104A SU1761936A1 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Device for rolling cutter bit bearing sludge protecting and lubricating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1761936A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103527096A (en) * | 2013-10-22 | 2014-01-22 | 张晓银 | Mining drilling and cutting integrated drill bit |
-
1990
- 1990-02-28 SU SU904820104A patent/SU1761936A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 400693,кл. Е 21 В 10/24,1971. Авторское свидетельство СССР № 1472622, кл. Е 21 В 10/22,1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103527096A (en) * | 2013-10-22 | 2014-01-22 | 张晓银 | Mining drilling and cutting integrated drill bit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4386668A (en) | Sealed lubricated and air cooled rock bit bearing | |
US4055225A (en) | Lubricant pressure compensator for an earth boring drill bit | |
US3977481A (en) | Boring apparatus | |
US5183123A (en) | Indicating means for a rock bit lubricating system | |
US4585256A (en) | Side feed water swivel | |
US5069298A (en) | Well drilling assembly | |
AU2010208528B2 (en) | Down-the-hole drill reverse exhaust system | |
US5207283A (en) | Reversible bit bearing | |
US4013325A (en) | Drill rod stabilizing tool | |
US2176323A (en) | Swivel | |
US3838953A (en) | Downhole hydraulic motor suitable for roller bits | |
US4372400A (en) | Apparatus for applying pressure to fluid seals | |
SU1761936A1 (en) | Device for rolling cutter bit bearing sludge protecting and lubricating | |
US4541494A (en) | Drill bit assembly | |
US4262759A (en) | Combination seal and pressure relief valve for sealed drill string unit | |
US4508183A (en) | Method and apparatus for lubricating a drill bit | |
US4387885A (en) | Shock absorber assembly for absorbing shocks encountered by a drill string | |
US4646858A (en) | Earth boring bit with air system access | |
JPS62261776A (en) | Fluid control valve | |
KR102660561B1 (en) | Wash pipe system and method | |
RU1806256C (en) | Device for slurry protecting and greasing of cone drill bit | |
RU2026480C1 (en) | Downhole air hammer | |
RU2231613C2 (en) | Boring chisel for well boring with blow-down of pit-face with air | |
RU2160350C1 (en) | Cone drill bit | |
US2834577A (en) | Rock drill front end with dust collecting device |