ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА
DRILL BIT FLUSHING ASSEMBLY

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.
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 размещенный между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. E21B 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 №1601310, кл. E21B 10/18, 1990 г.).
Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования фиксатора в виде выступа на верхнем торце стопорного кольца, предотвращающего выдавливание насадки из гнезда корпуса.
К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.
В связи с вышеизложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.
Указанный технический результат решается тем, что в промывочным 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, один из концевых участков стопорного разрезного кольца снабжен пластиной, жестко соединенной с кольцом и выполненной с глухим пазом на верхнем торце, а второй торцевой участок кольца снабжен щеколдой, соединенной с кольцом с возможностью поворота посредством оси, при этом свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с ее боковой стенкой при сжатии стопорного кольца.
Дополнительным признаком изобретения, служащим достижению поставленного технического результата, является также и то, что щеколда выполнена Г-образной формы, а паз пластины - с ответной формой, при этом между кольцом и щеколдой размещен упругий элемент, жестко соединенный с кольцом или со щеколдой.
Такое выполнение промывочного узла позволяет, при одновременном улучшении гидродинамических характеристик промывочного узла и сохранении высокой надежности его работы, упростить его монтаж и демонтаж.
На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в разрезе; на фиг.2 и 3 - элементы фиксатора в увеличенном масштабе.
Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1), канал 2 для подачи очистного агента с гнездом 3 под насадку 4 и кольцевой расточкой 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. При этом один из концевых участков стопорного разрезного кольца 6 снабжен пластиной 9, жестко соединенной с кольцом и выполненной с глухим пазом 10 на верхнем торце, а второй торцевой участок кольца снабжен щеколдой (стопором) 11, соединенной с кольцом 6 посредством оси 12. Щеколда 11 соединена с осью 12 и установлена с возможностью поворота относительно стопорного кольца 6, причем свободный конец щеколды 11 в рабочем положении размещен в пазу 10 пластины 9 для взаимодействия с ее боковой стенкой в случае сжатии стопорного кольца 6. Щеколда 11 в профиль может быть выполнена Г-образной формы, а паз 10 пластины 9 - ответной формы и соответствующими размерами. При этом между кольцом 6 и щеколдой 11 размещен упругий элемент 13, жестко соединенный с кольцом 6 или со щеколдой 11, обеспечивающий надежное удержание выступа щеколды 11 в пазу 10 пластины 9. В качестве упругого элемента 13 может использоваться гофрированная пружина, резина или другой эластичный материал.
Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6, устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и крепят от радиального сжатия фиксатором 8. С этой целью совмещают щеколду 11 с пазом 10 и фиксируют там щеколду 11 любым известным способом, например точечной сваркой, пайкой или использованием материала для щеколды с высоким коэффициентом трения. Возможен вариант выполнения щеколды 11 Г-образной формы, а паза 10 - с ответным углублением под выступ Г-образной щеколды 11. В этом случае щеколду 11 фиксируют путем прижатия ее к пластине 9 упругим элементом 13, который в свою очередь жестко соединен с пластиной 9 или со стопорным кольцом 6. Таким образом, использование фиксатора 8 исключает возможность сжатия стопорного кольца 6, а следовательно предотвращает вероятность выпадения насадки 4 из гнезда 3, вызываемой радиальной составляющей осевого усилия от перепада давления промывочной жидкости на насадке 4, возникающей из-за наличия монтажных допусков и неточности изготовления как самого стопорного кольца 6, так и кольцевых расточек 5 под него.
Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности, т.е. вначале освобождают щеколду 10, затем снимают стопорное разрезное кольцо 6, а после этого производят замену изношенных элементов: насадки 4, стопорного кольца 6 и уплотнительного элемента 7.
Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, улучшает гидродинамику промывочного узла и сохраняет надежность его работы, повышая тем самым эффективность работы долота в целом.