ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА
WASHING UNIT OF DRILLING BIT

Изобретение относится к породоразрушающим инструментам преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Наиболее оптимальная область применения - долота шарошечного и режущего типа и расширители.
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 размещенное между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. Е21В 10/18, 1985 г.).
Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости и увеличением радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда, из-за увеличенной толщины кольцевой канавки.
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 установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором (см. авт. св. СССР №2279529, кл. Е21В 10/18, 2006 г.).
Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования для насадки фиксатора в виде цанговой втулки, предотвращающей выдавливание насадки из гнезда корпуса.
К недостаткам его можно отнести сложность конструкции и монтажа-демонтажа. Сложность конструкции связана с необходимостью использования насадки специальной формы и с пазами на наружной поверхности. Учитывая, что в настоящее время насадки изготавливаются в основном из твердого сплава методом порошковой металлургии, изготовление их со специальными проточками является трудоемкой и дорогостоящей операцией. Сложность известного промывочного узла усугубляется необходимостью использования цанговых втулок нестандартной конструкции.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, а также монтажа и демонтажа промывочного устройства.
Поставленная задача решается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, согласно изобретению корпус выполнен с радиальным каналом, совмещенным с кольцевой расточкой, а фиксатор выполнен в виде стержня, входной конец которого размещен в прорези стопорного кольца, при этом стержень закреплен в радиальном канале корпуса от осевого перемещения.
Дополнительными признаками изобретения, направленными на решение поставленной технической задачи, является также и то, что:
- входной конец стержня выполнен с продольными пазами, ширина которых больше толщины стопорного разрезного кольца, или с гранями;
- продольные пазы выполнены на гранях стержня;
- стержень закреплен с корпусом посредством резьбы.
На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 и 4 - варианты выполнения фиксаторов.
Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1 и 2) с каналом 11 для подачи очистного агента, гнездом 8 под насадку 2, радиальным каналом 6 и кольцевой расточкой 9 под стопорное разрезное кольцо 4, уплотнительный элемент 3 и фиксатор 5. Последний выполнен в виде резьбового стержня с граненым входным концом 7 (фиг.3) или в виде резьбового стержня с пазами 12 на входном конце (фиг.4). При этом пазы 12 могут быть выполнены как на граненом конце 7, так и на круглом. Количество пазов 12 определяется диаметром насадки 2, и для долот малого диаметра (до 151 мм) может использоваться только два диаметрально расположенных паза 12. Размеры пазов 12 определяются толщиной стопорного кольца 4 и должны обеспечить свободное размещение в них торцевых участков разрезного кольца 4. Использование пазов 12 повышает надежность блокировки резьбового фиксатора 5 от проворота. Возможен вариант использования в качестве фиксатора 5 стержня без резьбы. В этом случае фиксатор 5 крепится к корпусу любым известным способом, например сваркой, штифтом и т.д. Радиальный канал 6 должен быть совмещен с кольцевой расточкой 9 корпуса 1 и в зависимости от типа фиксатора 5 может выполняться как с резьбой, так и без резьбы. Конструкция предложенного промывочного узла значительно проще прототипа и не уступает ему по надежности.
Монтаж данного промывочного узла производится следующим образом. После установки в гнезде 8 насадки 2 с уплотнительным элементом 3, а в кольцевой расточке 9 стопорного кольца 4 последнее ориентируют своей прорезью 10 в сторону радиального канала 6. После этого через радиальный канал 6 вводят фиксатор 5 в прорезь 10 стопорного кольца 4 и, поворачивая фиксатор 5, совмещают его пазы 12 или грани с боковыми стенками прорези 10. Путем подбора необходимого соотношения между шириной прорези 10 стопорного кольца 4 и поперечными размерами входного конца фиксатора 5 можно обеспечить их взаимную блокировку, когда фиксатор 5 предотвращает стопорное кольцо 4 от сжатия, а следовательно, и выпадения элементов промывочного узла (насадки 2 и стопорного кольца 4) на забой, а стопорное кольцо 4 препятствует провороту фиксатора 5, а следовательно, и его развинчиванию, что может произойти вследствие вибрации бурового инструмента.
Демонтаж промывочного узла производится в обратной последовательности.
Предложенный промывочный узел имеет значительно более простую конструкцию по сравнению с прототипом и прост в монтаже и демонтаже при одновременно высокой надежности его работы за счет взаимной блокировки стопорного разрезного кольца от выпадения, а фиксатора от развинчивания. Данная конструкция промывочного узла обеспечивает быструю замену насадки непосредственно на рабочем месте, что часто требуется при бурении по перемежающимся породам. Наиболее эффективно использование данного устройства в шарошечных долотах при бурении по трещиноватым породам, сопровождающемся сильной вибрацией бурового долота.