ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА
ROLLING DRILLING BIT BEARING STRUCTURE

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам буровым шарошечных долот.
Известна опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой посредством подшипников скольжения и качения, один из которых - замковый, установлена шарошка с рабочими элементами (см. справочник «Буровые долота», Палий П.А. и Корнеев К.Е. Москва, Недра, 1971 г., с.175, рис.VI.29).
К недостаткам данной опоры следует отнести быстрый выход ее из строя. Это связано с возможностью попадания шлама в опору долота из-за отсутствия узла герметизации.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, содержащая цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом и размещенной внутри него металлической втулкой из пружинной стали (см. патент РФ №2463176, кл. Е21В 10/25, 2012).
В данной опоре, благодаря использованию узла герметизации, срок службы опоры выше, чем у аналога. Однако при длительной работе долота и особенно при бурении по абразивным породам, срок службы опоры также значительно снижается. Это снижает работоспособность опоры, а следовательно, и долота в целом.
В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является повышение стойкости опоры путем увеличения надежности ее герметизации.
Указанный технический результат достигается тем, что в опоре шарошечного долота, содержащей цапфу, шарошку, закрепленную на цапфе замковым подшипником и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом, и размещенной внутри него металлической втулкой, согласно изобретению металлическая втулка узла уплотнения выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота.
Решению поставленной технической задачи способствует также и то, что гофры металлической втулки имеют форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид опоры долота в продольном разрезе; на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.
Опора бурового шарошечного долота включает шарошку 1, закрепленную на цапфе 2 посредством замкового подшипника, выполненного в виде шариковой обоймы 3, и размещенный у основания цапфы узел герметизации с уплотнительным кольцом 4 и размещенной внутри него металлической втулкой 5 из пружинной стали. Металлическая втулка 5 узла герметизации выполнена в виде гофрированного цилиндра, размещенного в полости уплотнительного кольца с возможностью проворота. При этом гофры металлической втулки 5 имеют в плоскости, перпендикулярной оси цапфы 2 (см. фиг.2), форму синусоиды и расположены параллельно оси цапфы 2 (см. фиг.1). Это позволяет упростить технологию изготовления втулки 5 и уменьшить концентрацию напряжений в зонах изгиба гофр.
В процессе работы долота зазор между обращенными одна к другой поверхностями опоры и шарошки постоянно меняется, причем нижняя часть металлической втулки 5, находящаяся под нагруженной частью опоры, подвергается осевой деформации. За счет этого шаг синусоиды втулки 5 увеличивается, а расстояние между втулкой 5 и цапфой 2 уменьшается. В то же время расстояние между цапфой 2 и шарошкой 1 увеличивается, а шаг синусоиды втулки 5 уменьшается, при этом высота синусоиды увеличивается, а уплотнительное кольцо 4 при этом плотно прижимается к внутренней поверхности шарошки 1 и тем самым надежно герметизирует опору долота.
Применение предложенной опоры повышает ее стойкости путем увеличения надежности ее герметизации.