Результат интеллектуальной деятельности: ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА

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, превышающей двойную толщину стопорного разрезного кольца, концы которого выполнены в виде соединения «шип - паз», и размещенное между дном гнезда и торцом насадки уплотнительное кольцо (см. авт. св. СССР №1148956, кл. E21B 10/18, 1985 г)

Недостатком данного промывочного узла является малая надежность в работе, связанная с возможностью размыва концевых участков стопорного кольца отраженным потоком промывочной жидкости и увеличением радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда из-за увеличенной высоты 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 установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором (см. авт. св. СССР №1601310, кл. E21B 10/18, 1990 г.)

Данный промывочный узел имеет достаточно высокую надежность в работе за счет использования фиксатора в виде выступа на верхнем торце стопорного кольца, предотвращающего выдавливание 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. Это при сильных перепадах давления в насадке может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, согласно изобретению, насадка выполнена со ступенчатой наружной поверхностью, а стопорное разрезное кольцо снабжено жестко соединенными с ним пластинами, выполненными из материала с памятью формы, размещенными на нижнем торце стопорного кольца и выполненными в плане с дугообразными торцами, взаимодействующими с наружной поверхностью нижней ступени насадки при сжатии стопорного кольца.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:

- пластины размещены на торце стопорного кольца по хорде, расположенной перпендикулярно оси симметрии кольца;

- нижняя ступень насадки выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности, при этом дугообразные торцы пластин в рабочем положении размещены в кольцевой проточке нижней ступени насадки.

Такое выполнение промывочного узла позволяет, при одновременном улучшении гидродинамических характеристик промывочного узла и сохранении высокой надежности его работы, упростить его монтаж и демонтаж.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в рабочем положении в продольном разрезе; на фиг.2 - вид промывочного узла со стороны выходного торца; на фиг.3 и 4 пластины стопорного кольца соответственно в исходном и рабочем положении.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1) с каналом 2 для подачи очистного агента, выполненным с гнездом 3 под насадку 4 и кольцевой расточкой 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. Насадка 4 выполнена со ступенчатой наружной поверхностью, а стопорное разрезное кольцо 6 снабжено жестко соединенными с ним пластинами 9, выполненными из материала с памятью формы и размещенными на торце стопорного кольца 6 по хорде, расположенной перпендикулярно оси его симметрии. Пластины 9 размещены на его нижнем торце стопорного кольца 6 и соединены с ним любым известным способом, например пайкой, точечной сваркой, механическим способом и т.д. Пластины 9 выполнены в плане с дугообразными торцами 10, взаимодействующими в рабочем положении с наружной поверхностью нижней ступени 12 насадки 4 в случае возникновения усилий, сжимающих стопорное кольцо 6. При этом нижняя ступень 12 насадки 4 выполнена с кольцевой проточкой 11 на наружной поверхности для размещения в них дугообразных торцов 10 пластин 9.

Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6, устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и крепят его от радиального сжатия фиксатором 8. В исходном положении пластины 9 имеют форму, показанную на фиг.3, и они не препятствуют сжатию стопорного разрезного кольца 6, т.к. свободные концы их 10 не контактируют с наружной поверхностью насадки 4. После установки стопорного кольца 6 пластины 9 нагревают до заранее определенной температуры, которая определяется в лабораторных условиях, и они принимают форму, показанную на фиг.4. При этом пластины 9 в рабочем положении имеют длину - L, большую чем в исходном положении - I, а их свободные торцы входят в контакт своими дугообразными торцами и не дают стопорному кольцу 6 сжаться. Для снятия кольца 6 пластины 9 нагревают до исходной температуры, при которой они занимают первоначальную укороченную зигзагообразную форму и не препятствуют сжатию стопорного кольца 6, а следовательно, и снятию его для замены изношенных элементов промывочного узла.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж, улучшает гидродинамику промывочного узла и сохраняет надежность его работы, повышая тем самым эффективность работы долота в целом.