×
10.10.2013
216.012.7379

СИСТЕМА СМАЗКИ БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА С ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫМИ ОПОРАМИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к шарошечному породоразрушающему инструменту, а именно к системам смазки опоры бурового долота. Обеспечивает повышение долговечности опоры бурового долота, возможность обновления смазочного материала в зоне трения в процессе эксплуатации долота. Система смазки бурового шарошечного долота с герметизированными опорами включает узел компенсации смазки в опоре и систему каналов и полостей, соединяющих узел компенсации смазки с зонами трения в опоре. В замковом пальце имеется две полости, не сообщающиеся друг с другом, одна из которых обеспечивает поступление смазочного материала из масляного резервуара через длинный канал в полость опоры, а другая в совокупности с отверстием по оси цапфы обеспечивает отвод из полости опоры отработавшего смазочного материала. Дополнительно имеются два клапана и постоянный магнит, при этом впускной клапан вмонтирован в отверстие по оси цапфы вблизи упорного торца цапфы, выпускной клапан вмонтирован в замковый палец, вблизи спинки лапы, а постоянный магнит расположен в полости замкового пальца, сообщающейся с отверстием по оси цапфы. Смазочная система заполнена смазочным маслом с антизадирными присадками. 1 ил.
Основные результаты: Система смазки бурового шарошечного долота с герметизированными опорами, включающая узел компенсации смазки в опоре и систему каналов и полостей, соединяющих узел компенсации смазки с зонами трения в опоре, отличающаяся тем, что в замковом пальце имеется две полости, не сообщающиеся друг с другом, одна из которых обеспечивает поступление смазочного материала из масляного резервуара через длинный канал в полость опоры, а другая в совокупности с отверстием по оси цапфы обеспечивает отвод из полости опоры отработавшего смазочного материала, причем дополнительно имеются два клапана и постоянный магнит, при этом впускной клапан вмонтирован в отверстие по оси цапфы вблизи упорного торца цапфы, выпускной клапан вмонтирован в замковый палец, вблизи спинки лапы, а постоянный магнит расположен в полости замкового пальца, сообщающейся с отверстием по оси цапфы, причем смазочная система заполнена смазочным маслом с антизадирными присадками.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к шарошечному породоразрушающему инструменту, а именно к системам смазки опоры бурового долота.

Известно буровое долото с герметизированной опорой [1], содержащее систему смазки, включающую узел компенсации смазки в опоре, содержащий резервуар с герметизирующей крышкой, резьбовым отверстием и пробкой, эластичную мембрану, систему каналов и полостей, соединяющих резервуар с зонами трения в опоре, причем внутри ненагруженной части большого подшипника цапфы лапы выполнена дополнительная система каналов, минуя уплотнение и отверстие под замковый палец, с выходом на наружную поверхность лапы, с резьбовым регулирующим штуцером на выходе, заменяемым после заправки смазки на глухую резьбовую пробку. При этом опора может быть снабжена дополнительной системой каналов с выходом на наружную поверхность лапы, а число направлений каналов больше одного.

Недостаток данной системы заключается в том, что смазка в зоне трения не имеет возможность обновляться за счет смазки, содержащейся в резервуаре в процессе работы долота на забое, поскольку давление в опоре всегда равно давлению снаружи долота. Поэтому даже высокое давление, действующее на долото на забое (до 200 атмосфер) не способно через мембрану подать новую порцию смазки в зону трения, поскольку это давление является не избыточным, а гидростатическим. Кроме того, использование пластичной смазки в опорах буровых долот является неэффективным, поскольку до 30% объема смазки составляет загуститель (мыло, парафин, пигменты), которые сами по себе не обладают достаточно высокими смазочными свойствами. Загуститель предназначен для удержания в себе активных компонентов смазки (присадок), поэтому применение пластичной смазки не позволяет его активным компонентам свободно поступать в зону трения из резервуара, например, за счет диффузионного обмена или конвективного массопереноса. Это приводит к тому, что запас смазки в резервуаре, практически оказывается неработоспособным в течение всего срока службы долота. Это существенно сокращает срок службы опоры бурового долота. Кроме того, дополнительное усложнение конструкции долота является малоэффективным, поскольку для поступления новой порции смазки в опору должна быть обеспечена возможность выдавливания из опоры старой смазки, но такая возможность фактически отсутствует. При этом частицы износа и продукты разложения смазки, образовавшиеся в процессе предыдущей эксплуатации долота, останутся в опоре и практически сведут на нет, ожидаемые преимущества от внедрения данной системы смазки.

В качестве прототипа выбрана конструкция системы смазки долота, содержащаяся в патенте [2]. Данная система смазки содержит узел компенсации смазки в опоре, содержащий резервуар с герметизирующей крышкой, резьбовым отверстием и пробкой, эластичную мембрану, систему каналов и полостей, соединяющих резервуар с зонами трения в опоре, причем наружной части поверхности цапфы имеется канавка, находящаяся в в области быстрого снижения давления, а именно в пределах от 185 до 225°, если смотреть от внутреннего конца цапфы. Данная система смазки по мнению авторов обеспечивает возможность циркуляции смазочного материала по смазочным каналам.

Недостатком прототипа является то, что в данной системе смазки также как и в предыдущей конструкции, в качестве смазочного материала используется малоэффективная пластичная смазка. В данной системе, по сути, не происходит обновления смазочного материала в зоне трения, поскольку по замкнутому кругу циркулирует отработавшая смазка, содержащая высокоабразивные продукты износа и разложения смазки. Кроме того, основная часть смазки в смазочном резервуаре оказывается неработоспособной, поскольку каналы подвода и отбора смазки расположены в непосредственной близости друг от друга.

Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности обновления смазочного материала в зоне трения в процессе эксплуатации долота и, за счет этого, повышении долговечности опоры бурового долота.

Технический результат достигается тем, что в замковом пальце имеется две полости, не сообщающиеся друг с другом, одна из которых обеспечивает поступление смазочного материала из масляного резервуара через длинный канал в полость опоры, а другая в совокупности с отверстием по оси цапфы обеспечивает отвод из полости опоры отработавшего смазочного материала, причем дополнительно имеются два клапана и постоянный магнит, при этом впускной клапан вмонтирован в отверстие по оси цапфы вблизи упорного торца цапфы, выпускной клапан вмонтирован в замковый палец, вблизи спинки лапы, а постоянный магнит расположен в полости замкового пальца, сообщающейся с отверстием по оси цапфы, причем смазочная система заполнена смазочным маслом с антизадирными присадками.

Заявленная система смазки бурового шарошечного долота с герметизированными опорами включает узел компенсации смазки в опоре и систему каналов и полостей, соединяющих узел компенсации смазки с зонами трения в опоре.

Узел компенсации смазки (фиг.1) включает стальной стакан 1 и связанную с ним эластичную диафрагму 2, заполненные смазочным материалом.

Система каналов и полостей включает полость масляного резервуара 3, в которой установлен узел компенсации смазки; длинный смазочный канал 4, соединяющий полость масляного резервуара 3 с верхней полостью 5 в замковом пальце 6; короткий канал 7, соединяющий верхнюю полость 5 в замковом пальце с полостью 8 опоры, расположенной между поверхностями шарошки 9 и цапфы лапы 10, охватывающей все зоны трения в опоре; канал по оси цапфы 11, связывающий полость 8 опоры через впускной клапан 12, расположенный вблизи упорного торца цапфы, с нижней полостью 13 замкового пальца 6, внутри которого расположены постоянный магнит 14 и выпускной клапан 15, расположенный вблизи спинки лапы. Причем нижняя полость 13 и верхняя полость 5 замкового пальца 6 не сообщаются друг с другом.

В полости масляного резервуара установлена крышка 16, закрепленная с помощью разжимного стопорного кольца 17 и герметизирующего эластичного уплотнения 18. В отверстие крышки установлена резьбовая пробка 19. Снизу масляный резервуар снабжен отверстием 20 со стороны затрубного пространства. Стакан 1 имеет отверстие для возможности выхода смазочного материала из стакана под внешним давлением, действующим на эластичную диафрагму, в полость масляного резервуара.

Работа устройства в динамике. Перед началом эксплуатации долота смазочный материал заполняет полость масляного резервуара 3, длинный канал 4, верхнюю полость 5 замкового пальца 6, короткий канал 7, полость опоры 8. Канал по оси цапфы 11 и нижняя полость 13 замкового пальца 6 заполнены воздухом при атмосферном давлении, поскольку впускной клапан 12 не позволяет проникнуть туда смазочному материалу при штатной вакуумной закачке смазочного материала. При этом в качестве смазочного материала закачивают смазочное масло с антизадирными присадками. Смазочное масло имеет достаточно высокую вязкость, чтобы обеспечивать возможность его перемещения в системе смазки, и достаточно малую вязкость, чтобы предотвратить его самопроизвольное просачивание через герметизирующие уплотнения.

Во время работы долота снаружи на эластичную диафрагму 2 через канал 20 действует давление, превышающее атмосферное давление внутри канала по оси цапфы 11 и нижней полости 13 замкового пальца 6. Данное избыточное давление открывает впускной клапан 12, в результате чего отработавшая смазка из полости опоры 8 начинает поступать в канал по оси цапфы 11 и далее в нижнюю полость 13 замкового пальца 6. При этом в полость опоры начинает поступать новая порция смазочного материала из полости 3 масляного резервуара. Отработавший смазочный материал, содержащий продукты износа за счет центробежных сил, создаваемых вращением долота перемещается из канала пор оси цапфы 11 в нижнюю полость 13, накапливаясь вблизи выпускного клапана 15. В процессе перемещения отработавшего смазочного материала от впускного клапана 12 к выпускному клапану 15 он проходит через постоянный магнит 14, на котором осаждаются продукты износа, что устраняет возможность заклинивания выпускного клапана 15. При заполнении канала по оси цапфы 11 и нижней полости 13 замкового пальца 6 происходит сжатие содержащегося в них воздуха с повышением его давления до величины давления в затрубном пространстве. В процессе бурения скважины происходит постоянный рост давления в затрубном пространстве за счет опускания долота вниз и, соответственно увеличения высоты столба бурового раствора в затрубном пространстве. Это поддерживает постоянную циркуляцию смазочного материала в полости опоры 8. Кроме того, при поднятии долота, а также вследствие пульсации давления в затрубном пространстве возможно длительное или кратковременное превышение давления воздуха в канале по оси цапфы 11 и нижней полости 13 замкового пальца 6 величины давления в затрубном пространстве. При этом произойдет открытие выпускного клапана 15 с выбросом отработавшего смазочного материала из системы смазки наружу.

Пример. Изготовили опытное буровое шарошечное долото с герметизированными опорами по настоящему изобретению. При этом в смазочную систему заправили смазочное масло с антизадирными присадками. Проведенные промысловые испытания опытного долота на штатных режимах эксплуатации показали, что его долговечность возросла на 32% по сравнению с долотами, выполненными по имеющейся технологии. Анализ отработавшего опытного долота показал, что масло из масляных резервуаров переместилось в опоры, при этом опоры в течение всего срока эксплуатации сохраняли работоспособность.

Используемая литература

1. Патент РФ №2389859. Буровое долото с герметизированной опорой / Богомолов P.M., Мокроусов В.П., Ищук А.Г., Гавриленко М.В., Крылов С.М. Опубл. 20.05.2010, бюлл. №14.

2. Патент РФ №2363830. Каналы для гидродинамической подачи смазки для бурового долота с конической шарошкой / Дик Аарон Дж., Линь Чи Ц. Опубл. 10.08.2009, бюлл. №22.

Система смазки бурового шарошечного долота с герметизированными опорами, включающая узел компенсации смазки в опоре и систему каналов и полостей, соединяющих узел компенсации смазки с зонами трения в опоре, отличающаяся тем, что в замковом пальце имеется две полости, не сообщающиеся друг с другом, одна из которых обеспечивает поступление смазочного материала из масляного резервуара через длинный канал в полость опоры, а другая в совокупности с отверстием по оси цапфы обеспечивает отвод из полости опоры отработавшего смазочного материала, причем дополнительно имеются два клапана и постоянный магнит, при этом впускной клапан вмонтирован в отверстие по оси цапфы вблизи упорного торца цапфы, выпускной клапан вмонтирован в замковый палец, вблизи спинки лапы, а постоянный магнит расположен в полости замкового пальца, сообщающейся с отверстием по оси цапфы, причем смазочная система заполнена смазочным маслом с антизадирными присадками.
СИСТЕМА СМАЗКИ БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА С ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫМИ ОПОРАМИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 40 items.
20.01.2013
№216.012.1bcb

Способ изготовления абразивного инструмента

Изобретение относится к области изготовления ручного абразивного инструмента, в частности напильников и надфилей. Способ включает нанесение на металлическую заготовку абразивного покрытия с требуемой шероховатостью. Для этого путем детонационного напыления наносят твердосплавное абразивное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472609
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.27d8

Способ оценки энергии активации пластической деформации поверхностного слоя и переносной склерометр для его осуществления

Изобретение относится к области безобразцового контроля фактического состояния материалов при эксплуатации. Сущность: на исследуемую поверхность устанавливают переносной склерометр. За одно действие оператора производят три действия переносного склерометра: опускание индентора к испытываемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475720
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b5b

Способ обработки детали с гальваническим покрытием

Изобретение относится к технологии обработки деталей с гальваническими покрытиями для повышения износостойкости покрытий. Способ обработки детали с гальваническим покрытием включает покрытие детали радикалообразующим веществом и последующее обезводороживание покрытия. Обезводораживание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476626
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b5d

Способ нанесения композиционного электролитического покрытия на металлические изделия

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения композиционных электролитических покрытий из серебра, содержащих ультрадисперсные алмазы (УДА), на изделия из стали, бронзы и других металлов. Способ включает введение в дицианоаргентатный электролит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476628
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.05.2013
№216.012.3e82

Способ оценки газосодержания материалов с покрытиями

Изобретение относится к области исследования качества деталей с гальваническими покрытиями, в частности к оценке степени газосодержания поверхностей деталей с защитными гальваническими покрытиями. Способ включает нагрев детали с покрытием до температуры, при которой давление выделяющегося газа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481569
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.41fe

Устройство для триботехнических испытаний материалов

Изобретение относится к области исследования триботехнических свойств конструкционных и смазочных материалов, а именно к приспособлениям для проведения испытаний на трение и износ, позволяющим использовать в качестве привода токарные или сверлильные станки. Устройство содержит привод вращения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482464
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.4954

Способ замены труб в трубопроводах

Предлагаемое изобретение относится к строительству трубопроводов и может быть использовано для резки и замены участков труб в трубопроводах. Способ включает выполнение местных котлованов для оголения трубы, обрезку ее концевых участков и замену их новыми участками. На протяжении длины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484352
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4dad

Способ балансировки элементов роторных систем и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области машиностроения, а именно к технологии балансировки вращающихся элементов роторных систем, например центробежных насосов, компрессоров, центрифуг и др. Способ заключается в том, что измеряют значения и направления дисбаланса, устраняют неуравновешенности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485467
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.51b7

Способ определения работоспособности взрывчатых веществ

Изобретение относится к области испытаний взрывчатых веществ, в частности к определению работоспособности взрывчатых веществ. Принцип испытания заключается в том, что инициируют навеску взрывчатого вещества определенной массы и регистрируют уровень давления среды в точке, удаленной от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486512
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.54b6

Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол

Изобретение относится к триботехнике и может использоваться для снижения силы трения и повышения стойкости к задирам рабочих поверхностей деталей узлов трения машин. На поверхности трения формируют смазочные канавки, заполняют канавки твердым смазочным материалом, при этом канавки имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487289
Дата охранного документа: 10.07.2013
Showing 1-10 of 33 items.
20.01.2013
№216.012.1c26

Гидразинный способ получения азидов щелочных и щелочноземельных металлов

Изобретение относится к химической промышленности. Алкилнитриты из аппарата их получения барботируют в аппарат водно-щелочной очистки, а затем - в аппарат получения азидов щелочных или щелочноземельных металлов, где они взаимодействуют с соответствующими оксидами или гидрокисидами щелочных или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472700
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d5e

Способ сжигания природного газа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к теплоэнергетике и может применяться в промышленности и других отраслях народного хозяйства, использующих природный газ в качестве энергоносителя. Устройство для сжигания природного газа содержит корпус с газораздающими отверстиями, перпендикулярными набегающему потоку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473012
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.27d8

Способ оценки энергии активации пластической деформации поверхностного слоя и переносной склерометр для его осуществления

Изобретение относится к области безобразцового контроля фактического состояния материалов при эксплуатации. Сущность: на исследуемую поверхность устанавливают переносной склерометр. За одно действие оператора производят три действия переносного склерометра: опускание индентора к испытываемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475720
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2824

Способ автоматического пропорционального регулирования с адаптивным шагом квантования и устройство для его реализации

Изобретение относится к технике автоматического управления, в частности к дискретным регуляторам замкнутых систем управления промышленным оборудованием. Технический результат предлагаемого способа пропорционального регулирования с адаптивным шагом квантования состоит в улучшении динамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475796
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b5d

Способ нанесения композиционного электролитического покрытия на металлические изделия

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения композиционных электролитических покрытий из серебра, содержащих ультрадисперсные алмазы (УДА), на изделия из стали, бронзы и других металлов. Способ включает введение в дицианоаргентатный электролит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476628
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2be8

Деаэратор перегретой воды

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в установках для деаэрации питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей. Технический результат - повышение эффективности работы деаэратора перегретой воды путем увеличения поверхности выделения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476767
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.05.2013
№216.012.3e82

Способ оценки газосодержания материалов с покрытиями

Изобретение относится к области исследования качества деталей с гальваническими покрытиями, в частности к оценке степени газосодержания поверхностей деталей с защитными гальваническими покрытиями. Способ включает нагрев детали с покрытием до температуры, при которой давление выделяющегося газа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481569
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4152

Парогазовая установка электростанции

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Парогазовая установка электростанции содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482292
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41fe

Устройство для триботехнических испытаний материалов

Изобретение относится к области исследования триботехнических свойств конструкционных и смазочных материалов, а именно к приспособлениям для проведения испытаний на трение и износ, позволяющим использовать в качестве привода токарные или сверлильные станки. Устройство содержит привод вращения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482464
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.4754

Способ получения пористых покрытий на металлических имплантатах

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в медицине для изготовления поверхностно-пористых имплантатов из биосовместимых материалов. Способ включает приготовление экзотермической шихты из смеси порошков, образующих в режиме СВС биосовместимые тугоплавкие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483840
Дата охранного документа: 10.06.2013
+ добавить свой РИД