буровой режущий элемент с устройством для заполнения его смазкой

Формула изобретения

1. Буровой режущий инструмент для буровых коронок, используемых для бурения восстающей выработки, установленный на верхней поверхности держателя, поддерживаемого вращаемой штангой, и содержащий внешний конический барабан, вращающийся вокруг вала, расположенного по центру режущего элемента и установленного в крепежных элементах на верхней поверхности держателя, подшипники, расположенные между внешним барабаном и валом, и устройство для дозаправки консистентной смазкой, содержащее подающий смазку ниппель, расположенный на валу на стенке конца режущего элемента, имеющего наибольший диаметр, и выходящий в проход, проходящий продольно по валу и соединенный с поперечным проходом, выходящим в пространство подшипников для доставки консистентной смазки в указанное пространство в положении перед самым внутренним подшипником относительно конца режущего элемента наибольшего диаметра, и дренажный ниппель, расположенный на стенке того же конца режущего элемента, что и подающий смазку ниппель, и предназначенный для отвода консистентной смазки из пространства подшипников.

2. Буровой режущий инструмент по п.1, в котором продольно проходящий проход расположен по центру вала.

3. Буровой режущий инструмент по п.1 или 2, в котором поперечный проход расположен на стрессоустойчивом участке вала.

4. Буровой режущий инструмент по п.3, в котором поперечный проход сориентирован горизонтально при установке режущего элемента на расширителе в своем рабочем положении.

5. Буровой режущий инструмент по любому из пп.1, 2, 4, в котором поперечный проход расположен радиально от продольно проходящего прохода.

6. Буровой режущий инструмент по любому из пп.1, 2, 4, в котором поперечный проход расположен в противоположных направлениях от продольно проходящего прохода и выходит в два диаметрально противоположных местоположения на валу.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к буровому режущему элементу с устройством для заполнения его консистентной смазкой, в частности к буровым режущим элементам, подобным тем, которые используются в буровых коронках для рельефного бурения.

Расширитель - это буровая коронка, которая обычно продвигается через забуренное отверстие посредством штанги, проходящей в отверстии. Расширитель включает держатель, к верхней части которого присоединен буровой инструмент в виде нескольких режущих элементов. Эти режущие элементы вращаются против поверхности породы или поверхности камня, с которой они граничат, когда расширитель вращается в соответствии с вращением штанги. Режущие элементы имеют форму усеченного конуса и устанавливаются наибольшим диаметром наружу, т.е. удаленно от штанги, расположенной по центру в вышеупомянутом держателе. Режущие элементы установлены на валах, способных к соединению, осуществляемому на верхней части держателя, причем оси соответственных режущих элементов находятся на определенном радиальном расстоянии от штанги.

В свою очередь, режущие элементы оборудованы подшипниками, посредством которых они имеют возможность вращаться вокруг их соответствующих осей. Эти подшипники и также запайки (заглушки) между режущими элементами и вал режущего элемента постоянно поддерживаются смазанными смазкой, подаваемой внутрь режущего элемента. Вал обычно заполняется консистентной смазкой путем впрыскивания смазки через ниппель на одном конце вала и с возможностью смазки выходить через ниппельное отверстие на другом конце вышеупомянутого вала. Этот метод работает очень эффективно, обеспечивая то, что режущий элемент не встроен внутрь расширителя. Однако, когда становиться необходимым снова долить или поменять смазку, что должно часто выполняться при трудных подпочвенных условиях, тяжело достичь ниппеля, помещенного на более узком конце режущего элемента, обращенного внутрь по направлению штанги.

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание бурового режущего элемента, имеющего устройство для повторного заполнения консистентной смазкой.

Эта цель достигается тем, что буровой режущий инструмент для буровых коронок, используемых для бурения восстающей выработки, установлен на верхней поверхности держателя, поддерживаемого вращаемой штангой, и содержит внешний конический барабан, вращающийся вокруг вала, расположенного по центру режущего элемента и установленного в крепежных элементах на верхней поверхности держателя, подшипники, расположенные между внешним барабаном и валом, и устройство для дозаправки консистентной смазкой, содержащее подающий смазку ниппель, расположенный на валу на стенке конца режущего элемента, имеющего наибольший диаметр, и выходящий в проход, проходящий продольно по валу и соединенный с поперечным проходом, выходящим в пространство подшипников для доставки консистентной смазки к пространству подшипников в положении перед самым внутренним подшипником относительно конца режущего элемента наибольшего диаметра, и дренажный ниппель, расположенный на стенке того же конца режущего элемента, что и подающий смазку ниппель, и предназначенный для отвода консистентной смазки из пространства подшипников.

Продольно проходящий проход может быть расположен по центру вала.

Поперечный проход может быть расположен на стрессоустойчивом участке вала.

Поперечный проход может быть сориентирован горизонтально при установке режущего элемента на расширителе в своем рабочем положении.

Поперечный проход может быть расположен радиально от продольно проходящего прохода или может быть расположен в противоположных направлениях от продольно проходящего прохода и выходит в два диаметрально противоположных местоположения на вале.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на его не ограничивающее воплощение и также со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых

Фиг.1 представляет схематический вид в перспективе части расширителя, имеющего несколько режущих элементов;

Фиг.2 изображает вид режущего элемента в перспективе; и

Фиг.3 изображает продольный разрез режущего элемента.

На Фиг.1 показана часть расширителя, которая включает держатель 1, поддерживаемый вращаемой штангой 2. На верхней поверхности держателя 1 расположено несколько режущих элементов 3, в данном случае четыре режущие элементы 3 установлены в крепежных элементах 4, оборудованных на держателе, причем валы 5 режущих элементов смонтированы в крепежных элементах 4. Как видно, режущие элементы 3 имеют форму усеченного конуса, причем наиболее узкий конец 6 режущего элемента обращен внутрь по направлению штанги 2, установленной по центру держателя 1. Валы 5 режущих элементов неподвижно закреплены в крепежных элементах. Другими словами, валы 5 не вращаются в крепежных элементах 4, но внешний конический барабан 7 режущих элементов 3 может вращаться вокруг вала 5, расположенного по центру режущего элемента. По поверхности внешнего барабана режущего элемента расположено несколько вставок 8, выполненных, например, из карбида вольфрама и выполняющих режущую функцию в ходе операции бурения.

Внешний барабан 7 соответственных режущих элементов 3 подвержен большим нагрузкам и деформациям и с возможностью вращения закреплен на валу 5 посредством упрочненных подшипников 9, 10. К обеим торцевым стенкам барабана 7 прикреплены элементы 11, 12 стенок, которые заделаны между барабаном 7 и валом 5. Таким образом формируются внутреннее замкнутое пространство 13, вмещающие подшипники 9, 10, а также концевые заглушки 14, 15. Внутреннее пространство 13 обычно заполнено смазкой для смазывания подшипников 9, 10. Элементы 11, 12 стенок заделаны между барабаном 7 и валом 5 посредством концевых заглушек 14, 15, которые включают пробуксовочные заглушки и кольцевые уплотнения.

В соответствии с данным изобретением консистентная смазка доставляется в пространство 13 подшипников по продольно расположенному проходу 16, который проходит по центру вала 5 от конца режущего элемента, имеющего наибольший диаметр. Подающий смазку ниппель 17 располагают на этом конце вала, для доставки смазки к пространству подшипников при помощи типового смазочного шприца. Проход 16 проходит от вышеуказанного конца режущего элемента к положению перед самым внутренним подшипником 9 со стороны этого конца. Проход 16 в этом положении сообщается с поперечным проходом 18, который выходит в пространство 13 подшипников перед самым внутренним подшипником 9. Также на торцевом элементе 12 стенки оборудован дренажный ниппель 19, через который отработанная консистентная смазка может быть отведена из внутреннего пространства режущего элемента при замене старой смазки свежей смазкой. Тот же самый элемент 12 торцевой стенки также предпочтительно включает клапан 20 избыточного давления, который автоматически открывается, как только давление во внутреннем пространстве 13 режущего элемента становится чрезмерно высоким, таким образом выпуская смазку из этого пространства.

Поперечный проход 18 предпочтительно выполнен на стрессоустойчивом участке вала, в частности, так, чтобы выход из прохода 18 в режущий элемент находился на стрессоустойчивом участке. Стрелка 21, указывающая силу на фиг.3, показывает нормальное направление силы, за счет чего поперечный проход 18 расположен, как правило, под прямым углом к линии действия главной силы.

В случае проиллюстрированного воплощения поперечный проход 18 расположен под прямыми углами в обоих направлениях от прохода 16, выполненного в вале 5. Этот признак изобретения является предпочтительным, так как появляется возможность доставки смазки к двум диаметрально расположенным положениям вала 5 внутри внутреннего пространства 13 режущего элемента, таким образом обеспечивая более полное наполнение всего пространства 13 смазкой.

Однако поперечный проход может проходить только в одном направлении, строго радиально снаружи от продольно проходящего прохода 16. Альтернативно, поперечный проход может быть сориентирован так, чтобы проходить обычно под прямыми углами к линии действия главной силы.

На практике поперечный проход 18 сориентирован горизонтально, когда режущий элемент устанавливается в свое рабочее положение на расширителе. При использовании расширителя направление действия главной силы будет обычно вертикальным, так как расширитель продвигается через пробуренное вертикальное отверстие или буровую скважину.

Расположение смазывающих проходов 16, 18 в соответствии с изобретением обеспечивает то, что все подшипники в режущем элементе 3 будут тщательно смазанными, для избежания повреждения подшипников, несмотря на тот факт, что консистентная смазка поступает с того же конца, с которого должна отводиться старая и отработанная смазка. Несмотря на это, смазывающий подшипники ниппель 17 может быть расположен на большей торцевой стенке режущего элемента, удаленной от штанги, установленной по центру расширителя, так, что можно легко обеспечить доступ как к питающему ниппелю 17, так и к дренажному ниппелю 19.