Буровое долото
DRILL BIT

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам шарошечного типа.
Известно буровое долото, включающее корпус, установленные на цапфах корпуса посредством замкового подшипника шарошки и уплотнительные узлы, включающие жесткие уплотнительные и упругие поджимные кольца (см. патент США №3467448, кл. 308-82, 1969 г.).
Недостатком данного долота является низкая стойкость опоры.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки, и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки, образованные из упругого поджимного кольца и жестких уплотнительных колец, расположенных с кольцевым зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки (см. авт. св. №1317090, кл. Е21В 10/24, 1987 г.).
К отрицательным сторонам прототипа следует отнести сравнительно малую эффективность его работы из-за сравнительно быстрого выхода из строя уплотнительных узлов.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового долота.
Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащим корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки, согласно изобретению боковые поверхности жестких уплотнительных колец в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными вогнутыми поверхностями.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота в продольном разрезе.
Буровое долото содержит корпус 3 с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента 4 смонтированы шарошки 1 и уплотнительные узлы. Каждый уплотнительный узел образован упругим поджимным кольцом 8 и пакетом жестких уплотнительных колец 6, расположенных с радиальным зазором 5 относительно стенок кольцевой расточки 9 шарошки 1. Количество уплотнительных колец 6 и их физико-механические свойства подбираются таким образом, чтобы максимально снизить воспринимаемый поджимным кольцом 8 крутящий момент, что необходимо для снижения износа как самого поджимного кольца 8, так и уплотнительных колец 6. Для достижения этой цели боковые поверхности 7 жестких уплотнительных колец 6 в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми 10 и ответными им вогнутыми поверхностями 11.
Принцип работы бурового долота заключается в следующем. В процессе работы долота упругое кольцо 8 сжимает жесткие уплотняющие кольца 6, контактирующие между собой боковыми поверхностями. Одновременно упругое кольцо 8 прижимает весь пакет колец 6 к шарошке 1. При этом вращающиеся кольца 6, проскальзывая одно относительно другого, постепенно снижают крутящий момент, передаваемый в направлении от оси долота к лапе 3. Этому в первую очередь способствует то, что боковые поверхности жестких уплотнительных колец 6 в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными им вогнутыми поверхностями 10 и 11, что увеличивает контактную поверхность между боковыми поверхностями колец уплотнительных узлов.
Исходя из этого, путем подбора необходимого количества колец 6 и соответствующей площади их боковых поверхностей, можно собрать пакет, при котором упругое кольцо 8 будет неподвижно относительно контактирующего с ним жесткого кольца 6. Неподвижность упругого кольца 8 увеличивает срок его службы и повышает надежность работы уплотнительного узла, а следовательно, и долота в целом.
Таким образом, применение предложенного бурового долота позволит повысить эффективность его работы и снизить стоимость буровых работ.