ОПОРА БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА
ROLLER BIT BEARING

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам шарошечных долот.
Известна опора шарошечного долота, содержащая шарошку, зафиксированную на цапфе посредством шарикового замкового подшипника, и эластичное кольцо, размещенное в выточке шарошки [см. авт.св. СССР №1686869, кл. E21B 10/22, 1988 г.].
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является опора бурового шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка [патент РФ 2019670, кл. E21B 10/22, 1994 г.].
К недостаткам аналога и прототипа следует отнести ограниченный ресурс работы, особенно при бурении по твердым и крепким породам при значительных осевых нагрузках, ведущих к сильному нагреву опорных поверхностей цапфы и шарошки.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение срока службы опоры за счет повышения надежности ее герметизации.
Указанный технический результат достигается тем, что в это опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка, согласно изобретению она снабжена втулкой, выполненной из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы и шарошки, при этом втулка выполнена с проточкой на наружной поверхности под уплотнительный элемент.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что втулка выполнена с кольцевым буртом на внутренней поверхности, а цапфа с ответным кольцевым пазом на наружной поверхности.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена предлагаемая опора бурового долота в разрезе, а на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе (вариант выполнения втулки и уплотнительного элемента).
Опора содержит шарошку 1, зафиксированную на цапфе 2 посредством шарикового подшипника 3, и уплотнительный элемент 4. Опора снабжена втулкой 5, выполненной из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы 2 и шарошки 1, при этом втулка 5 выполнена с проточкой 6 на наружной поверхности под уплотнительный элемент 4. Предпочтительным вариантом является выполнение втулки 5 с кольцевым буртом 7 на внутренней поверхности, а цапфы 2 - с ответным кольцевым пазом 8 на наружной поверхности под бурт 7 втулки 5. При этом размер высоты бурта 7 выбирается таким образом, чтобы он не выходил из кольцевого паза 8 при самой высокой температуре нагрева трущейся пары шарошка 1 - цапфа 2.
В процессе работы опорные поверхности цапфы 2 и шарошки 1 нагреваются, что приводит к увеличению кольцевого зазора между ними и разгерметизации опоры, Это в свою очередь ведет к вытеканию масла из резервуара и попаданию шлама между контактирующими элементами цапфы 2 и шарошки 1. Для устранения этого явления в предложенной опоре используется втулка 5, выполненная из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала шарошки 1 и цапфы 2. В этом случае благодаря большему увеличению диаметра втулки 5 по сравнению с контактирующими поверхностями шарошки 1 и цапфы 2 образующиеся зазоры будут постоянно перекрыты уплотнительным элементом 4, поджимаемым к шарошке 1. При этом кольцевой бурт 7 разрезной втулки 5 благодаря контакту со стенками кольцевого паза 8 цапфы 2 обеспечивает герметизацию между цапфой 2 и втулкой 5.
Таким образом, использование предложенной опоры позволяет повысить надежность ее герметизации и тем самым значительно увеличить ресурс работы как самой опоры, так и шарошечного долота в целом.