промывочный узел бурового долота

Формула изобретения

1. Промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, отличающийся тем, что насадка выполнена ступенчатой формы, фиксатор - в виде диска с выступами на боковой наружной поверхности, а стопорное разрезное кольцо - с продольным сечением L-образной формы, горизонтальная полка которого расположена на внутренней поверхности стопорного разрезного кольца и имеет сквозные пазы под выступы фиксатора, при этом стопорное разрезное кольцо и фиксатор выполнены из магнитоактивного материала, а длина фиксатора по выступам больше внутреннего диаметра стопорного разрезного кольца в сомкнутом положении.

2. Промывочный узел бурового долота по п.1, отличающийся тем, что выступы фиксатора на нижнем торце выполнены с продольными ребрами, а стопорное разрезное кольцо - с ответными дополнительными пазами, расположенными между основными пазами горизонтальной полки, при этом ширина В основных пазов больше ширины b дополнительных пазов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к его 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. Е 21 В 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 и увеличением радиально сжимающих усилий, действующих на стопорное кольцо и выдавливающих его из гнезда из-за увеличенной толщины 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, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором (см. авт. св. СССР №1601310, кл. Е 21 В 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. При сильных перепадах давления в этой зоне это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и, как следствие, к разгерметизации промывочного узла.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является упрощение монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышение эффективности его работы за счет улучшения гидравлического совершенства при одновременном сохранении его высокой надежности в работе. Поставленная задача решается тем, что в промывочном узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором, согласно изобретению насадка выполнена ступенчатой формы, фиксатор - в виде диска с выступами на наружной поверхности, а стопорное кольцо - с продольным сечением L-образной формы, горизонтальная полка которого расположена на внутренней поверхности кольца и имеет сквозные пазы под выступы фиксатора, при этом стопорное кольцо и фиксатор выполнены из магнитоактивного материала, а длина фиксатора по выступам больше внутреннего диаметра стопорного кольца в сомкнутом положении.

Решению поставленной технической задачи способствует также и то, что выступы фиксатора на нижнем торце выполнены с продольными ребрами, а стопорное кольцо - с ответными дополнительными пазами, расположенными между основными пазами горизонтальной полки, при этом ширина В основных пазов больше ширины b дополнительных пазов.

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

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе по линии А-А на фиг.2, где левая часть чертежа показывает момент установки фиксатора в полости стопорного кольца, а правая часть - положение фиксатора в рабочем положении, фиг.2 - вид Б на фиг.1, фиг.3-4 - фрагменты стопорного кольца.

Промывочный узел содержит корпус 1 (фиг.1) с каналом 2 для подачи очистного агента, с гнездом 3 под насадку 4 ступенчатой формы и кольцевой расточкой 5 под стопорное разрезное кольцо 6, уплотнительный элемент 7 и фиксатор 8. Стопорное кольцо 6 выполнено с продольным сечением L-образной формы, горизонтальная полка 9 которого расположена на внутренней поверхности стопорного кольца 6 и имеет основные 10 и дополнительные сквозные пазы 10 и 11, а фиксатор 8 - в виде диска с выступам 12 на боковой наружной поверхности, ответными основным пазам 10 на внутренней поверхности стопорного кольца 6. При этом ширина выступов 12 фиксатора 8 соответствует ширине 9 основных сквозных пазов 10 стопорного кольца 6, которая больше ширины b дополнительных пазов 11, а длина фиксатора 8 по выступам больше внутреннего диаметра кольцевой расточки 13 стопорного кольца 6 в сомкнутом положении. Выступы 12 фиксатора на нижнем торце имеют продольные ребра 14, ширина которых меньше значительно ширины выступов 12 и соответствуют ширине дополнительных пазов 11 стопорного кольца 6. Количество ребер 14 равно или меньше количества дополнительных пазов 11.

При выполнении стопорного кольца 6 и/или фиксатора 8 из магнитоактивного материала стопорное кольцо 6 выполняется без дополнительных пазов 11, а фиксатор 8 - без продольных ребер 14. В этом случае возможно выполнение стопорного кольца с выемками (не показаны) на верхнем торце горизонтальной полки 9 под выступы 12 фиксатора 8. При этом в обоих случаях высота В кольцевой расточки 13 стопорного кольца 6 должна быть больше высоты h фиксатора 8 вместе с продольными ребрами и без них.

Монтаж промывочного узла осуществляется следующим образом. На гнезде 3 устанавливают уплотнительный элемент 7 и ступенчатую насадку 4. После этого сжимают стопорное кольцо 6 и устанавливают его в кольцевой расточке 5 гнезда 3. Затем совмещают пазы 10 горизонтальной полки 9 с выступами 12 фиксатора 8, и благодаря меньшей ширине выступов 12 по сравнению с шириной пазов 10 фиксатор 8 свободно проходит в полость 13 стопорного кольца 6. После этого фиксатор 8 проворачивают до совмещения продольных ребер 14 с дополнительными пазами 11 или в случае выполнения фиксатора 8 и/или стопорного кольца 6 из магнитоактивного материала - выступов 12 с выемками стопорного кольца 6. В первом случае происходит механическая фиксация стопорного кольца 6 с фиксатором 8, а во втором случае - магнитная. В обоих случаях фиксатор 8 удерживается в стопорном кольце 6 от выпадения и предохраняет его от сжатия, а следовательно, и от выпадения из кольцевой расточки 5. Таким образом, указанное выполнение промывочного узла с одной стороны предотвращает сжатие стопорного кольца 6, а с другой стороны исключает вероятность выпадения фиксатора 8 из кольцевой расточки 15 стопорного кольца. Все это повышает надежность работы промывочного узла в целом.

Демонтаж промывочного узла осуществляется путем проворота фиксатора 8 относительно стопорного кольца 6 до совмещения выступов 12 фиксатора с основными пазами 10 стопорного кольца 6. После этого фиксатор 8 беспрепятственно выводится через пазы 10 из кольцевой полости 13 стопорного кольца 6. После извлечения фиксатора 8 из кольцевой расточки 13 стопорное кольцо 6 сжимается и выводится из расточки 5. Затем насадка 4 может быть при необходимости заменена другой.

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.