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. E21B 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. E21B 10/18, опубликован 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, содержащим 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 фиксатором в виде стержней ступенчатой формы и дополнительным кольцом с осевыми каналами, при этом дополнительное кольцо размещено между нижним торцом насадки и верхним торцом стопорного разрезного кольца, а насадка выполнена с глухими осевыми каналами, совмещенными с осевыми каналами дополнительного кольца и предназначенными для размещения фиксаторов, установленных в исходном положении заподлицо с нижним торцом дополнительного кольца и удерживаемых в таком положении посредством легкоплавкого материала.

По второму варианту поставленный технический результат достигается тем, что в промывочном 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 фиксатором в виде стержней ступенчатой формы и дополнительным кольцом о осевыми каналами, при этом дополнительное кольцо размещено между нижним торцом насадки и верхним торцом стопорного разрезного кольца, а насадка выполнена глухими осевыми каналами для размещения фиксаторов, которые в рабочем положении совмещены с осевыми каналами дополнительного кольца, а в исходном положении они смещены одни относительно других в окружном направлении и подпружинены в осевом направлении.

На чертеже изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе в рабочем положении (левая часть - выполнение промывочного узла в исходном положении по первому варианту, а правая часть - по второму варианту в рабочем положении).

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. Между обращенными один к другому торцами стопорного кольца 6 и насадки 4 размещено дополнительное кольцо 7 с осевыми каналами 8. Насадка 4 выполнена с глухими осевыми каналами 9, которые в рабочем положении совмещены с осевыми каналами 8 дополнительного кольца 7 и предназначены для размещения фиксаторов 10. Последние выполнены в виде стержней ступенчатой формы, установлены в рабочем положении заподлицо с торцом дополнительного кольца 7 и удерживаются в таком положении по первому варианту посредством легкоплавкого материала 11 (см. левую часть чертежа).

По второму варианту (см. правую часть чертежа) осевые каналы 9 под фиксаторы 10 в исходном положении смещены относительно осевых каналов 8 дополнительного кольца 7 в окружном направлении. Это достигается проворотом дополнительного кольца 7 вокруг своей продольной оси относительно насадки 4. При этом фиксаторы 10 подпружинены пружиной 12 и удерживаются в этом положении путем упора фиксаторов 10 в верхний торец дополнительного кольца 7.

Монтаж узла по первому варианту осуществляется следующим образом. В гнезде 3 устанавливают насадку 4 с уплотнительным элементом 13 и закрепленными легкоплавким материалом 11 в глухих каналах 9 фиксаторами 10. После этого между обращенными один к другому торцами стопорного кольца 6 и насадки 4 размещают дополнительное кольцо 7. Затем сжимают стопорное кольцо 6, устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3 и приводят промывочный узел в рабочее положение путем расплавления легкоплавкого материала 11. В результате этого фиксаторы освобождаются и они начинают контактировать с внутренней поверхностью стопорного кольца 6, предотвращая его сжатие, а следовательно, и выпадение как самого кольца, так и насадки 4.

Монтаж узла по второму варианту осуществляется следующим образом. После размещения в гнезде 3 насадки 4 с фиксаторами 10 и уплотнительным элементом 13 устанавливают дополнительное кольцо 7, осевые каналы 8 которого смещены относительно глухих каналов 9 насадки 4. При этом дополнительное кольцо 7 поджимают сжатым в радиальном направлении стопорным кольцом 6 до совмещения последнего с кольцевой расточкой 5. После установки стопорного кольца 6 в кольцевой расточке 5 поворачивают дополнительное кольцо 7 вокруг своей продольной оси до совмещения его осевых каналов 8 с глухими каналами 9 насадки 4. При их совмещении под действием сжатой пружины 12 фиксаторы 10 опускаются и входят в контакт своей боковой поверхностью с внутренней поверхностью разрезного кольца 7. Этим обеспечивается стопорение разрезного кольца 6 от радиального сжатия, что предохраняет его от выпадения. Это в свою очередь предохраняет от выпадения насадку 4 и тем самым повышает надежность работы всего промывочного узла. При этом благодаря плотному прижатию торца насадки 4 ко дну гнезда исключается размыв корпуса 1 промывочной жидкостью при любом режиме промывки и тем самым улучшается гидравлическое совершенство промывочного узла, что благоприятно сказывается на производительности бурового долота в целом.

Демонтаж промывочного узла осуществляют в обратной последовательности. По первому варианту поворачивают долото в вертикальной плоскости на 180 и фиксатор 10 под действием собственного веса падает на дно глухого канала 9. После этого разрезное стопорное кольцо 6 свободно снимается путем его сжатия. По второму варианту вначале специальным инструментом утапливают фиксаторы 10 в каналах 9, после чего они фиксируются в утопленном положении дополнительным диском 7 путем его поворота вокруг своей продольной оси. Затем сжимают разрезное кольцо 6, вынимают его из расточки 5 и при необходимости меняют насадку 4.

Применение предложенного узла упрощает его монтаж и демонтаж и повышает эффективность его работы за счет улучшения гидравлического совершенства.