Долото купчинського для шарошкового буріння з продуванням підшипників

Реферат: UA 78949 U UA 78949 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель стосується шарошкових доліт для буравлення вибухових та подібних свердловин, більш конкретно - до пристрою підшипникових опор та захисту підшипникових камери від бурового шламу. Також ця модель стосується до охолодження підшипникових опор бурових доліт для буравлення свердловин за технологією з продувкою забою. Також ця модель стосується до захисту підшипникових опор бурового долота від дії зовнішнього середовища під час буравлення. Також ця модель стосується до захисту підшипникових опор бурового долота від дії зовнішнього середовища під час простоїв у буравленні з продувкою забою. Також ця модель стосується до пристрою підшипникових опор шарошок бурових доліт. Відомі шарошкові бурові долота, які застосовуються для буравлення вибухових свердловин за технологією з продувкою забою повітрям, яке подається від компресора по бурильних трубах, причому повітря частково проходить скрізь порожнину у шарошці, охолоджуючі підшипники та запобігаючи потраплянню у підшипникову камеру бурового шламу під час буріння (див., наприклад, Масленников И.К. Буровой инструмент. Справочник. - М.: Недра, 1989; с. 7274; також Каталог компанії Хьюз Кристенсен 2001 г., долота серии Air XL). Недоліком цього аналога є проходження у підшипникову камеру бурового шламу під час простоїв у бурінні та, відповідно, абразивне пошкодження підшипників під час поновлення буріння. Також недоліком цього аналога є кулькове замикання шарошки на цапфі, що обмежує навантажувальну здатність підшипникової опори та долота в цілому. Відома конструкція "Герметизована опора шарошки бурового долота" (міжнародна публікація WO 2010/093340 А2), в якій замість кулькового замкнення шарошки на цапфі застосовано замкнення за допомогою підшипникової та замкової втулок, а також передбачено застосування підшипників ковзання, що забезпечує докорінне підвищення навантажувальної здатності долота. Недоліком цього аналога є неможливість застосування його для буріння за технологією з продувкою вибою. Відома також заявка в Україні № а 2009 12985 "Пристрій ізоляції підшипникової опори бурового долота від зовнішнього середовища", в якому застосований гнучкий комір, що забезпечує ізолювання підшипникової камери від бурового шламу як під час роботи долота, так й під час перерв у бурінні. Цей аналог прийнято за прототип корисної моделі, що заявляється. Недоліками прототипу є обумовлене конструкцією обмеження діаметра цапфи, а також застосування підшипників кочення, що обмежує навантажувальну здатність долота. В основу пропонованого технічного рішення поставлена задача докорінного підвищення навантажувальної здатності опори долота для буравлення з продувкою вибою. Також в основу поставлена задача підвищення частоти обертання долота щодо буравлення з продувкою забою. Також в основу поставлена задача підвищення поглиблення свердловини під час буравлення одним долотом до його відмови й підвищення рейсової швидкості буравлення та питомого зменшення витрат бурових доліт щодо буравлення за технологією з продувкою забою. Також в основу поставлена задача підвищення ефективності та розширення галузі застосування доліт щодо буравлення за технологією з продувкою забою. Згідно з пропонованим технічним рішенням поставлені задачі вирішуються таким чином, що в долоті для шарошкового буріння з продуванням підшипників, яке містить з'єднані між собою секції, кожна з котрих включає лапу із цапфою, шарошку, камеру з підшипниками ковзання, підшипникову втулку, замкову втулку та еластомерний конусоподібний комір, що герметизує вказану камеру й розміщений поміж основою вказаної цапфи та дном порожнини у вказаній замковій втулці, діаметральні розміри цапфи забезпечують її міцність відповідно до найбільш можливого осьового навантаження на долото та запобігають такій тяжкій аварії, як втрата долота у свердловині, у випадку непередбаченого підвищення осьового навантаження на долото. Також поставлені задачі вирішуються таким чином, що вищевказаний комір виконано у вигляді порожнього конуса з паралельними поставами, менша з котрих прилягає до дна вказаної замкової втулки, причому внутрішній діаметр вказаної основи наближений до цапфи за винятком кільцевого зазору щодо продування. Також поставлені задачі вирішуються таким чином, що вказану меншу основу коміра приклеєно до дна вказаної порожнини у замковій втулці. Також поставлені задачі вирішуються таким чином, що на поверхнях ковзання поміж вище вказаною підшипниковою втулкою та підшипниками, а також на поверхні ковзання вказаної 1 UA 78949 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 замкової втулки відносно підшипникової виконано канали щодо продування повітря під час буріння. Також поставлені задачі вирішуються таким чином, що вказані підшипники ковзання виконано з композитного матеріалу на основі тефлону. Також поставлені задачі вирішуються таким чином, що як підшипники використовуються стандартні підшипники, виконані з композиту PTFE виробництва компанії SKF, що забезпечує зниження собівартості та підвищення якості виробництва долота. Вказане виконання коміра та його приклеювання до замкової втулки забезпечує працездатність коміра відповідно до збільшення діаметра цапфи. Виконання вказаних каналів на поверхнях ковзання підшипникової та замкової втулок забезпечує охолодження підшипників та розкриття коміра під час буріння. У розгляді пропонованої корисної моделі використовується вузька термінологія. Але при цьому не обмежено прийнятими термінами, отже треба вважати, що кожний такий термін охоплює всі еквівалентні елементи, котрі функціонують аналогічним чином й використовуються для вирішення поставлених задач. На кресленні ілюстрований окремий приклад конструктивної реалізації пропонованої корисної моделі. Креслення представляє фрагмент розрізу однієї з секцій пропонованого бурового долота меридіональною площиною й включає деталі й елементи, що безпосередньо ставляться до істоти пропонованого технічного рішення. Інші деталі й елементи секції бурового долота на даному кресленні не показані або показані частково й фрагментарно, як, наприклад, хвостова частина лапи й т. і. Секція долота містить лапу 1 з цапфою 2, на якій змонтована шарошка 3 - за посередництвом підшипникової втулки 4, що нагвинчена на цапфу, та замкової втулки 5, на яку нагвинчена шарошка. Таким чином здійснюється замикання шарошки на цапфі (замість традиційного кулькового замкнення). Шарошка посаджена на цапфу за посередництвом вказаної замкової втулки та підшипників ковзання 6, 7 та 8. У порожнині замкової втулки 5 змонтовано еластомерний комір 10, який уперто у основу цапфи, що творить герметичність підшипникової камери. На поверхнях цапфи та підшипникової втулки виконано канали 9, 11, 12 та 13, які, у сукупності із каналом 14, що виконаний на торцевій поверхні замкової втулки, сполучають внутрішню порожнину коміра 10 із каналами в шарошці (що не позначені як загально відомі) та з камерою постачання долота продувочним повітрям (на кресленні не зображена, як загально відома у долотах із продувкою). Збірка конструкції починається з вільного надівання на цапфу 2 замкової втулки 4 з приклеєним у її порожнину коміром 10. Далі на цапфу нагвинчують до упору підшипникову втулку 4 з використанням радіального паза у її торці (на кресленні не показаний), після чого цю втулку фіксують на цапфі точковою зваркою через вказаний паз. Окремо у шарошку 3 вставляють підшипники ковзання 6, 7 та 8, після чого шарошку з вказаними підшипниками надівають на цапфу та нагвинчують на замкову втулку 5, причому останню фіксують відносно лапи 1 за допомогою опозитних технологічних отворів (на креслені не показані) та відповідного технологічного прогонича. Таким нагвинчуванням, у сукупності з проектними осьовими розмірами відповідних деталей, досягаються: посадка ковзання поміж підшипником 8 та замковою втулкою 4, ходова посадка поміж шарошкою та цапфою, широка ходова посадка поміж підшипниковою втулкою 4 та замковою, а також щільне прилягання коміру 10 до постави цапфи. Напрямок різьби у вказаних з'єднаннях відповідає її затягуванню під час роботи долота. Під час буравлення свердловини повітря, що подається до долота з поверхні по бурильних трубах, потрапляє у секцію долота і крізь канали 9, 11, 12, 13 та 14 проходить у внутрішню порожнину коміра 10 та під тиском відгинає еластичний комір від контакту з основою лапи. Повітря безперервно проходить у свердловину, не допускаючи таким чином зворотного проходження до підшипникової камери бурового шламу, що забезпечує захистить підшипників від абразивного зіпсування. У свою чергу, комір захищений від значного зіпсування буровим шламом завдяки сепаратній дії деталей, що обертаються, на твердий компонент шламу у буровому розчині. Під час перерв у бурінні комір повертається до контакту з основою лапи, причому деякий тиск середовища зовні підшипникової камери дещо звужує комір, завдяки чому він ще щільніше захищає підшипникову камеру від бурового шламу. 2 UA 78949 U 5 10 15 Свідомо розглянено лише один з можливих варіантів конструктивного здійснення пропонованої корисної моделі, отже пропонована корисна модель не обмежується цим варіантом. Також видно, що пропонована корисна модель може бути реалізована стосовно виготовлення деталей та збирання запропонованої конструкцій бурового долота в межах технологічних можливостей існуючих долотних заводів. Технічним результатом створення пропонованої моделі будуть: - докорінне підвищення навантажувальної здатності опори долота для буравлення з продувкою вибою; - можливість підвищення частоти обертання долота щодо буравлення з продувкою вибою; - докорінне підвищення механічної швидкості буріння; - підвищення часу безвідказної роботи підшипникової опори, отже долота в цілому; - докорінне поглиблення свердловини під час буравлення одним долотом, отже докорінне підвищення рейсової швидкості буравлення та питомого зменшення витрат бурових доліт щодо буравлення за технологією з продувкою забою; - зменшення собівартості та підвищення якості виготовлення бурових доліт з застосуванням підшипників ковзання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 1. Долото для шарошкового буріння з продуванням підшипників, яке містить з'єднані між собою секції, кожна з яких включає лапу із цапфою, шарошку, камеру з підшипниками ковзання, підшипникову втулку, замкову втулку та еластомерний конусоподібний комір, що герметизує вказану камеру й розміщений поміж основою вказаної цапфи та дном порожнини у вказаній замковій втулці, яке відрізняється тим, що діаметральні розміри цапфи забезпечують її міцність відповідно до найбільш можливого осьового навантаження на долото. 2. Долото за п. 1, яке відрізняється тим, що вказаний комір виконано у вигляді порожнього конуса з паралельними основами, менша з котрих прилягає до дна вказаної, причому внутрішній діаметр вказаної основи наближений до цапфи за винятком кільцевого зазору щодо продування. 3. Долото за п. 2, яке відрізняється тим, що вказана менша основа коміра приклеєна до дна вказаної порожнини у замковій втулці. 4. Долото за п. 1, яке відрізняється тим, що на поверхнях ковзання поміж поверхнями підшипникової втулки та підшипниками, а також на поверхні ковзання замкової втулки відносно підшипникової виконано канали для продування. 5. Долото за п. 1, яке відрізняється тим, що підшипники виконано з композитного матеріалу на основі тефлону. 6. Долото за пп.1 та 5, яке відрізняється тим, що як підшипники застосовані серійні підшипники компанії SKF, які виконано з композиту PTFE. 3 UA 78949 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4