Результат интеллектуальной деятельности: ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.

Известен промывочный узел бурового долота, включающий корпус с каналом для подачи очистного агента, гнездом под насадку и кольцевой канавкой, превышающий двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип - паз» и размещенный между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. Е21В 10/18, 1985 г.).

Недостатком данного промывочного узла является недостаточная надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости. Другой причиной малой надежности известного промывочного узла является увеличение радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда, что объясняется увеличенной высотой кольцевой канавки.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда (см. авт. св. СССР №1601310, кл. Е21В 10/18, опубл. в 1990 г.).

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет исключения выдавливания насадки из гнезда корпуса. К недостаткам его можно отнести сравнительно высокую сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и разгерметизации промывочного узла.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.

Поставленный технический результат по первому варианту достигается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда, согласно изобретению он снабжен дополнительными уплотнительными элементами и фиксаторами для разрезного кольца, выполненными в виде стержней ступенчатой формы, причем насадка выполнена со ступенчатыми осевыми сквозными каналами под стержни, высота которых не более высоты насадки, при этом дополнительные уплотнительные элементы размещены на стержнях фиксатора под ступенями их большого диаметра.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда, согласно изобретению он снабжен фиксаторами для разрезного кольца, выполненными в виде стержней ступенчатой формы, при этом насадка выполнена с осевыми сквозными каналами под ступени стержня меньшего диаметра, а ступени стержней большего диаметра размещены в кольцевой расточке, выполненной на дне гнезда оппозитно осевым каналам насадки.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе в рабочем в рабочем положении, на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Промывочный узел содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи очистного агента и гнездом 3 под насадку 4. Гнездо 3 выполнено с кольцевой расточкой 5 под стопорное кольцо 6. Насадка 4 по первому варианту выполнена с осевыми сквозными каналами 7 ступенчатой формы (см. левую часть фиг.2), предназначенными для размещения фиксаторов 8, выполненных в виде цилиндрических стержней ступенчатой формы. При этом нижняя ступень фиксаторов 8 в рабочем положении выступает за выходной торец насадки 4 и контактируют своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью стопорного разрезного кольца 6, а верхняя ступень фиксатора 8 большего диаметра размещается в ступени канала большего диаметра 12 в верхней части насадки 4. Промывочные узлы по 1-му варианту предпочтительно применять в долотах большого диаметра, в которых насадки позволяют без ущерба для их прочности применять осевые каналы 7 значительного диаметра. В 1-ом варианте выполнения промывочного узла для его герметизации используются основной 10 и дополнительные уплотнительные элементы 11, число которых соответствует числу фиксаторов 8. Основной уплотнительный элемент размещается между контактирующими стенками гнезда 3 и насадки 4. Дополнительные уплотнительные элементы 11 размещены на стержнях фиксаторов 8 под ступенями их большого диаметра и обеспечивают герметизацию полости между стенками осевых каналов 7 насадки 4 и стержнями фиксатора 8.

В промывочном узле по 2-му варианту (см. правую часть фиг.2), используемому преимущественно в долотах малого диаметра, ступень большего диаметра фиксатора 8 располагается в кольцевой канавке 9, выполненной в корпусе 1 на дне гнезда 3 оппозитно осевым каналам 7. Высота кольцевой канавки 9 выбирается таким образом, чтобы фиксаторы 8 в крайнем верхнем положении не препятствовали установке стопорного разрезного кольца 6 в кольцевой расточке 5 гнезда 3. Для герметизации насадки 4 по 2-му варианту предусмотрен один уплотнительный элемент 10, размещенный соответственно между стенками гнезда 3 и наружной поверхностью насадки 4.

Монтаж узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают насадку 4 с уплотнительным элементом 10 и фиксаторами 8 с уплотнительными элементами 11. После этого долото, а следовательно, и промывочный узел поворачивают на 180° и ставят долото на присоединительный ниппель. В результате этого фиксаторы 8 утапливаются в осевых каналах 7 насадки 4 (по 1-му варианту) и в кольцевой канавке 9 корпуса 1 (по 2-му варианту). Затем в кольцевой расточке 5 устанавливают стопорное кольца 6, долото снова переворачивают на 180° и фиксаторы 8 занимают рабочее положение, когда их ступени меньшего диаметра контактируют с внутренней поверхностью стопорного кольца 6, предотвращая его сжатие, а следовательно, и выпадение как самого кольца 6, так и насадки 4. Для осевого перемещения стержней фиксатора 8, в случае попадания шлама в осевые каналы 7, могут быть использованы специальные приспособления.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности. Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж и повышает эффективность его работы за счет улучшения гидравлического совершенства благодаря исключению образования свободного пространства между верхним торцом насадки и дном гнезда, как это имеет место в прототипе.