опора бурового долота
Классы МПК: | E21B10/22 характеризующиеся подшипниками, смазкой или уплотнительными элементами |
Автор(ы): | Сусликов А.В., Торгашев А.В., Логинов А.А., Балабашин Б.П. |
Патентообладатель(и): | Специальное конструкторское бюро по долотам Производственного объединения "Куйбышевбурмаш" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-28 публикация патента:
27.09.1996 |
Использование: область бурения скважин, в частности, породоразрушающий инструмент для бурения нефтяных и газовых скважин. Сущность: в опоре бурового долота малый роликовый подшипник 4 расположен за большим роликовым подшипником 3 на расстоянии
l =(0,5-0,6)l1,
где l - расстояние между центрами большого и малого роликовых подшипников, мм;
l1 - расстояние между центрами большого роликового и шарикового подшипников, мм. Наружные диаметры роликовых подшипников 3 и 4 связаны между собой соотношением:
,
где Dн - наружный диаметр большого роликового подшипника, мм; dн - наружный диаметр малого роликового подшипникам, мм. 1 ил.
Рисунок 1
l =(0,5-0,6)l1,
где l - расстояние между центрами большого и малого роликовых подшипников, мм;
l1 - расстояние между центрами большого роликового и шарикового подшипников, мм. Наружные диаметры роликовых подшипников 3 и 4 связаны между собой соотношением:
,
где Dн - наружный диаметр большого роликового подшипника, мм; dн - наружный диаметр малого роликового подшипникам, мм. 1 ил.
Формула изобретения
Опора бурового долота, содержащая большой и малый роликовые подшипники и шариковый радиально-упорный подшипник, отличающаяся тем, что малый роликовый подшипник расположен за большим роликовым подшипником на расстоянииl (0,5 0,6)l1,
где l расстояние между центрами большого и малого роликовых подшипников, мм;
l1 расстояние между центрами большого роликового и шарикового подшипников, мм,
а наружные диаметры роликовых подшипников связаны между собой соотношением
Dн/dн 1,
где Dн наружный диаметр большого роликового подшипника, мм;
dн наружный диаметр малого роликового подшипника, мм.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области бурения скважин, в частности, к породоразрушающему инструменту для бурения нефтяных и газовых скважин. Известна опора бурового шарошечного долота, выполненная по схеме: "большой роликовый подшипник, шариковый радиально-упорный, малый роликовый подшипник, пята подпятник". [1]Недостатком такой опоры является то, что при действующей на нее радиальной нагрузке, точка приложения которой расположена на образующей конуса шарошки и смещена в сторону большого роликового подшипника, происходит опережающий износ большого роликового подшипника, как наиболее нагруженного. Шариковый радиально-упорный подшипник, находящийся так же в зоне действия этой радиальной нагрузки, в основном воспринимает осевую нагрузку, в то время как малый роликовый подшипник, находящийся в зоне действия наименьших радиальных нагрузок, оказывается нагружен в меньшей степени, а следовательно меньше изнашивается. Таким образом, у опоры, выполненной по такой схеме, не соблюдается принцип равной долговечности подшипников качения. Известна опора бурового шарошечного долота, содержащая большой роликовый, шариковый и малый роликовый подшипники, причем подшипники выполнены с рациональным соотношением размеров диаметров тел качения (роликов и шариков) к наружным диаметрам самих подшипников [2]
Недостатком такой опоры является то, что в зоне действия радиальной нагрузки находится большой роликовый и шариковый подшипники, причем геометрические размеры большого роликового подшипника увеличены незначительно, из-за ограниченных габаритны размеров шарошки, следовательно его динамическая грузоподъемность увеличилась незначительно. В результате анализа отработанных опор установлено, что у таких опор происходит опережающий износ большого роликового подшипника. Устранение указанных недостатков и повышение долговечности опоры бурового долота достигается за счет частичного освобождения большого роликового подшипника от действия радиальной нагрузки и переноса ее на малый роликовый подшипник, расположенный в зоне действия этой нагрузки, т.е. сразу за большим роликовым подшипником и на минимально возможном расстоянии от него
l (0,5oC0,6)l1,
где l расстояние между центрами большого и малого роликовых подшипников, мм;
l1 расстояние между центрами большого роликового и шарикового подшипников, мм. Причем наружные диаметры этих роликовых подшипников связаны между собой соотношением:
при dн стремящимся к Дн,
где
Дн наружный диаметр большого роликового подшипника, мм;
dн наружный диаметр малого роликового подшипника, мм. Шариковый радиально-упорный подшипник перенесен в зону действия наименьших радиальных нагрузок. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема расположения подшипников в опоре долота. За большим роликовым подшипником на минимально возможном расстоянии l (0,5oC0,6)l1 расположен малый роликовый подшипник, затем шариковый радиально-упорный подшипник и подшипник скольжения. Причем диаметральные размеры малого роликового подшипника не превышают диаметральных размеров большого роликового подшипника, т.е. . Опора бурового долота включает цапфу (1), лапы (2) и смонтированную на цапфе на подшипниках качения (3; 4; 5) шарошку (6). Подшипники расположены в следующей последовательности: большой роликовый подшипник (3), малый роликовый подшипник (4), шариковый радиально-упорный подшипник (5), пята (7) и подпятник (8), причем расстояние между центрами роликовых подшипников выполнено в следующем соотношении:
l (0,5oC0,6)l1,
где l расстояние между центрами у роликовых подшипников, мм;
l1 расстояние между центрами большого роликового и шарикового подшипников, мм. Величина этого соотношения определяет минимально-допустимое расстояние между центрами роликовых подшипников и получено в результате анализа конструкций опор буровых долот и рекомендуемых величин толщины буртов у подшипников буровых долот описанных в литературе. При уменьшении этого соотношения между подшипниками уменьшается толщина бурта, что уменьшает его прочностные характеристики, а это ведет к его сколу. Увеличение соотношения увеличивает толщину бурта, но не уменьшает размеры шарикового подшипника, т.к. его габаритные размеры ограничиваются усеченным конусом контура шарошки. Кроме того, наружные диаметральные размеры роликовых подшипников выполнены в следующем соотношении:
,
причем dн --> Дн,
где Дн наружный диаметр большого роликового подшипника, мм;
dн наружный диаметр малого роликового подшипника, мм. В случае, если dн>Дн и соотношение
,
габаритные размеры шарикового подшипника так же увеличатся, т.к. диаметральные размеры шарикового и малого роликового подшипников взаимосвязаны. На цапфе глубина желоба шарикового подшипника и высота направляющего бурта малого роликового подшипника задаются от диаметра бурта, расположенного между этими подшипниками. Увеличение размеров шарикового подшипника в этом случае недопустимо, т. к. его габаритные размеры ограничиваются профилем конусообразной шарошки. В процессе работы долота на шарошку действует реакция забоя Gш, составляющие которой радиальная сила R и осевая А, точка приложения которых расположена на образующей конуса шарошки, причем при существующих схемах вооружения шарошек реакции забоя Gш смещена в сторону роликовых подшипников. Поскольку радиальная составляющая реакция забоя R воспринимается двумя роликовыми подшипниками (3, 4), а не один роликовым (3), стойкость роликовых подшипников возрастает, а следовательно и увеличивается стойкость опоры долота.
Класс E21B10/22 характеризующиеся подшипниками, смазкой или уплотнительными элементами
буровое шарошечное долото - патент 2508440 (27.02.2014) | |
буровое шарошечное долото - патент 2508439 (27.02.2014) | |
способ монтажа опоры шарошечного долота - патент 2499875 (27.11.2013) | |
способ монтажа опоры шарошечного долота - патент 2499874 (27.11.2013) | |
буровое долото - патент 2496963 (27.10.2013) | |
буровое шарошечное долото - патент 2495217 (10.10.2013) | |
буровое шарошечное долото (варианты) - патент 2494216 (27.09.2013) | |
способ монтажа опоры шарошечного долота - патент 2493350 (20.09.2013) | |
буровое шарошечное долото и способ его монтажа - патент 2493349 (20.09.2013) | |
опора шарошечного долота - патент 2476662 (27.02.2013) |