RU2658948C1

RU2658948C1 - Drill bit

Info

Publication number: RU2658948C1
Application number: RU2017135848A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2018-06-26

Abstract

FIELD: drilling of soil or rock.

SUBSTANCE: invention relates to drilling equipment, namely to the roller bits of a rock drilling type. Drilling bit comprises the body with the inclined trunnions, on which, by means of the locking element, the with annular boring and sealing assemblies arranged therein, each of which is formed by an elastic clamping ring and a package of rigid sealing rings. Lateral surfaces of rigid sealing rings in the plane, which is perpendicular to the axis of the trunnion, are barrel-shaped with convex and reciprocating concave surfaces.

EFFECT: technical result consists in improvement of drilling bit operation efficiency.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам шарошечного типа.The invention relates to drilling equipment, and in particular to cone-type drill bits.

Известно буровое долото, включающее корпус, установленные на цапфах корпуса посредством замкового подшипника шарошки и уплотнительные узлы, включающие жесткие уплотнительные и упругие поджимные кольца (см. патент США №3467448, кл. 308-82, 1969 г.).A drill bit is known that includes a housing mounted on the trunnion pins of a housing through a roller cone lock bearing and sealing assemblies including rigid sealing and elastic clamping rings (see US Pat. No. 3,467,448, CL 308-82, 1969).

Недостатком данного долота является низкая стойкость опоры.The disadvantage of this bit is the low resistance of the support.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки, и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки, образованные из упругого поджимного кольца и жестких уплотнительных колец, расположенных с кольцевым зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки (см. авт. св. №1317090, кл. Е21В 10/24, 1987 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit containing a housing with inclined pins on which the cones are mounted by means of a locking element, and sealing assemblies, each of which is formed by an elastic compression ring and a pack of rigid sealing rings located with a radial clearance relative to walls of the annular cone bores formed from an elastic clamping ring and rigid sealing rings located with an annular gap relative to a youngster of a circular cone boring (see ed. St. No. 1317090, class ЕВВ 10/24, 1987).

К отрицательным сторонам прототипа следует отнести сравнительно малую эффективность его работы из-за сравнительно быстрого выхода из строя уплотнительных узлов.The negative sides of the prototype should include a relatively low efficiency of its work due to the relatively rapid failure of the sealing nodes.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового долота.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the drill bit.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащим корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки, согласно изобретению боковые поверхности жестких уплотнительных колец в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными вогнутыми поверхностями.The specified technical result is achieved in that in a drill bit containing a housing with inclined pins, on which, by means of a locking element, cones and sealing units are installed, each of which is formed by an elastic compression ring and a pack of rigid sealing rings located with a radial clearance relative to the walls of the cone , according to the invention, the lateral surfaces of the rigid sealing rings in a plane perpendicular to the axis of the journal are barrel-shaped with convex and reciprocal and concave surfaces.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота в продольном разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the bit in longitudinal section.

Буровое долото содержит корпус 3 с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента 4 смонтированы шарошки 1 и уплотнительные узлы. Каждый уплотнительный узел образован упругим поджимным кольцом 8 и пакетом жестких уплотнительных колец 6, расположенных с радиальным зазором 5 относительно стенок кольцевой расточки 9 шарошки 1. Количество уплотнительных колец 6 и их физико-механические свойства подбираются таким образом, чтобы максимально снизить воспринимаемый поджимным кольцом 8 крутящий момент, что необходимо для снижения износа как самого поджимного кольца 8, так и уплотнительных колец 6. Для достижения этой цели боковые поверхности 7 жестких уплотнительных колец 6 в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми 10 и ответными им вогнутыми поверхностями 11.The drill bit comprises a housing 3 with inclined pins, on which the cones 1 and the sealing units are mounted by means of the locking element 4. Each sealing assembly is formed by an elastic compression ring 8 and a pack of rigid sealing rings 6 located with a radial clearance 5 relative to the walls of the annular boring 9 of the roller cone 1. The number of sealing rings 6 and their physical and mechanical properties are selected so as to minimize the torque perceived by the compression ring 8 the moment that is necessary to reduce wear of both the compression ring 8 itself and the sealing rings 6. To achieve this, the lateral surfaces 7 of the rigid sealing rings 6 in the plane perpendicular to the axis of the pin, made barrel-shaped with convex 10 and concave surfaces 11 corresponding to them.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. В процессе работы долота упругое кольцо 8 сжимает жесткие уплотняющие кольца 6, контактирующие между собой боковыми поверхностями. Одновременно упругое кольцо 8 прижимает весь пакет колец 6 к шарошке 1. При этом вращающиеся кольца 6, проскальзывая одно относительно другого, постепенно снижают крутящий момент, передаваемый в направлении от оси долота к лапе 3. Этому в первую очередь способствует то, что боковые поверхности жестких уплотнительных колец 6 в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными им вогнутыми поверхностями 10 и 11, что увеличивает контактную поверхность между боковыми поверхностями колец уплотнительных узлов.The principle of operation of the drill bit is as follows. In the process of operation of the bit, the elastic ring 8 compresses the rigid sealing rings 6 in contact with each other by the side surfaces. At the same time, the elastic ring 8 presses the entire package of rings 6 against the roller cone 1. In this case, the rotating rings 6, slipping one relative to the other, gradually reduce the torque transmitted in the direction from the axis of the bit to the leg 3. This is primarily due to the fact that the lateral surfaces of the rigid the sealing rings 6 in a plane perpendicular to the axis of the journal are made barrel-shaped with convex and counter-concave surfaces 10 and 11, which increases the contact surface between the side surfaces of the sealing rings zlov.

Исходя из этого, путем подбора необходимого количества колец 6 и соответствующей площади их боковых поверхностей, можно собрать пакет, при котором упругое кольцо 8 будет неподвижно относительно контактирующего с ним жесткого кольца 6. Неподвижность упругого кольца 8 увеличивает срок его службы и повышает надежность работы уплотнительного узла, а следовательно, и долота в целом.Based on this, by selecting the required number of rings 6 and the corresponding area of their lateral surfaces, it is possible to assemble a package in which the elastic ring 8 is stationary relative to the rigid ring 6 in contact with it. The immobility of the elastic ring 8 increases its service life and increases the reliability of the sealing unit , and therefore the bit as a whole.

Таким образом, применение предложенного бурового долота позволит повысить эффективность его работы и снизить стоимость буровых работ.Thus, the use of the proposed drill bit will improve its efficiency and reduce the cost of drilling.

Claims

A drill bit comprising a housing with inclined pins, on which, by means of a locking element, cones with an annular bore and sealing assemblies placed therein, each of which is formed by an elastic compression ring and a pack of rigid sealing rings, characterized in that the lateral surfaces of the rigid sealing rings in the plane perpendicular to the axis of the journal, made barrel-shaped with convex and mating concave surfaces.