RU2115795C1

RU2115795C1 - Support of rolling cutter bit

Info

Publication number: RU2115795C1
Application number: RU97114865A
Authority: RU
Inventors: Э.Л. Комм
Original assignee: Закрытое акционерное общество Внешнеэкономическое Объединение "СОЮЗНЕФТЕОБОРУДОВАНИЕ"; Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ДРИЛЛ-ЭКСПЕРТ"
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: drilling machinery and equipment. SUBSTANCE: support of rolling cutter bit has radial roller bearings with cages which are made in the form of self-centering strips with cylindrical side surfaces which correspond to surfaces of bodies of revolution. Strips are located between bodies of revolution. They are made of elastic material and strengthened by reinforcing member having flanges directed in different sides relative to web of reinforcing member so that each flange strengthens cage body. Reinforcing member of cages of roller bearings is in the form of double-tee section with flanges over entire length of cage which is equal to length of roller. This embodiment enhances stability of drilling bit. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к буровому шарошечному инструменту. The invention relates to the field of drilling equipment, and in particular to a cone drilling tool.

При бурении горных пород применяются породоразрушающие инструменты, вращающиеся детали которых монтируются на опорах, выполненных в виде комбинации роликовых и шариковых подшипников. Буровые шарошечные долота являются наиболее распространенными инструментами такого типа. When drilling rocks, rock-cutting tools are used, the rotating parts of which are mounted on bearings made in the form of a combination of roller and ball bearings. Drill bits are the most common tools of this type.

Известна опора шарошечного долота, в которой две сепарирующие прокладки, входящие в контакт с одним и тем же телом качения, вставленным в опору, имеют желобок цилиндрической формы, радиус кривизны которого равен радиусу тела качения, при этом сепарирующие прокладки выполнены из металлокерамического сплава [1]. Недостатком известной опоры шарошечного долота является ее быстрый износ ввиду того, что контактирующие поверхности тел качения и сепараторов выполнены из металлического сплава. Known support roller cone bit, in which two separating gaskets that come into contact with the same rolling element inserted into the support, have a groove of cylindrical shape, the radius of curvature of which is equal to the radius of the rolling body, while the separating gaskets are made of cermet alloy [1] . A disadvantage of the known support cone bit is its rapid wear due to the fact that the contacting surfaces of the rolling bodies and separators are made of metal alloy.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является опора шарошечного долота, состоящая из шариковых и роликовых подшипников, снабженных сепараторами, выполненными в виде плавающих прокладок с боковыми сферическими или цилиндрическими поверхностями, соответствующими поверхностям тел качения. Прокладки изготавливаются из резиновых или пластмассовых материалов, упрочненных металлической арматурой с верхними и нижними полками, развернутыми в разные стороны относительно вертикальной стенки арматуры, при этом каждая полка усиливает тело сепаратора на части его длины [2]. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is the support of a cone bit consisting of ball and roller bearings equipped with cages made in the form of floating spacers with lateral spherical or cylindrical surfaces corresponding to the surfaces of the rolling bodies. Gaskets are made of rubber or plastic materials reinforced with metal reinforcement with upper and lower shelves deployed in different directions relative to the vertical wall of the reinforcement, with each shelf reinforcing the separator body by part of its length [2].

В указанной опоре шарошечного долота силы трения стремятся затянуть эластичный материал сепаратора в зазоры между элементами опоры. Под воздействием сил трения в этих зонах, а также из-за разной жесткости частей сепаратора, усиленных и не имеющих усиления полками, возникает перекашивающая деформация сепараторов, приводящая к их преждевременному разрушению. In the indicated support of the cone bit, friction forces tend to tighten the elastic material of the separator into the gaps between the support elements. Under the influence of friction forces in these zones, as well as due to the different stiffness of the separator parts reinforced and not reinforced by the shelves, distortion deformation of the separators arises, leading to their premature destruction.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение стойкости опоры долота. The problem to which the invention is directed, is to increase the durability of the support of the bit.

Для решения указанной задачи в известной опоре шарошечного долота, включающей роликовые радиальные подшипники, снабженные сепараторами, выполненными в виде плавающих прокладок с боковыми цилиндрическими поверхностями, соответствующими поверхностям тел качения, размещенных между телами качения, изготовленных из эластичного материала и упрочненных арматурой с полками, направленными в разные стороны относительно стенки арматуры так, что каждая полка усиливает тело сепаратора, арматура сепараторов роликовых подшипников имеет форму двутавра с полками по всей длине сепаратора, равной длине ролика. To solve this problem, in the known support of the cone bit, including roller radial bearings, equipped with cages made in the form of floating spacers with side cylindrical surfaces corresponding to the surfaces of the rolling elements located between the rolling elements made of elastic material and reinforced with reinforcement with shelves directed to different sides relative to the reinforcement wall so that each shelf reinforces the separator body, the reinforcement of the roller bearing cages has the form of two utavra with shelves along the entire length of the separator, equal to the length of the roller.

Авторам не известна опора шарошечного долота, обладающая совокупностью выше перечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого устройства требованиям, предъявляемым к изобретениям. The authors do not know the support cone bit, having a combination of the above listed features, which means that the proposed device meets the requirements of the invention.

На фиг. 1 представлен роликовый подшипник опоры шарошечного долота с сепараторами, установленными между роликами; на фиг. 2 - арматура сепаратора, выполненная из металлического профилированного прокатного или прессованного профиля; на фиг.3 - арматура сепаратора, выполненная из двух симметрично расположенных П-образных гнутых металлических профилей, соединенных между собой. In FIG. 1 shows a roller bearing of a cone bit support with cages installed between the rollers; in FIG. 2 - separator reinforcement made of a metal profiled rolling or extruded profile; figure 3 - separator reinforcement made of two symmetrically located U-shaped bent metal profiles interconnected.

Роликовый подшипник опоры шарошечного долота (фиг.1) состоит из роликов 1, расположенных между шарошкой 2 и цапфой 3, составляющих детали роликового подшипника. Ролики 1 разделены сепараторами 4 в виде плавающих прокладок, имеющих форму слепка соседних тел качения с боковыми цилиндрическими поверхностями. Сепараторы 4 выполнены из эластичного материала 5, например из резины или пластмассы, и упрочнены арматурой 6, имеющей форму двутавра с верхними 7 и нижними 8 полками, выполненными по всей длине сепаратора 4, равной длине ролика 1. Roller bearing support cone bit (figure 1) consists of rollers 1 located between the cone 2 and the pin 3, which make up the details of the roller bearing. The rollers 1 are separated by separators 4 in the form of floating gaskets having the form of an impression of adjacent rolling elements with side cylindrical surfaces. The separators 4 are made of elastic material 5, for example of rubber or plastic, and reinforced with reinforcement 6, having the form of an I-beam with upper 7 and lower 8 shelves, made along the entire length of the separator 4, equal to the length of the roller 1.

Арматура опоры может быть выполнена из металлического профилированного прокатного или прессованного профиля, имеющего форму двутавра с полками по всей длине сепаратора 4, равной длине ролика 1 (фиг. 2), или из двух симметрично расположенных П-образных гнутых металлических профилей, соединенных любым способом, например контактной сваркой или склеиванием, так что эти два П-образных профиля в совокупности составляют форму двутавра с полками по всей длине сепаратора 4, равной длине ролика 1 (фиг. 3). The support armature can be made of a metal profiled rolling or extruded profile, having the form of an I-beam with shelves along the entire length of the separator 4, equal to the length of the roller 1 (Fig. 2), or of two symmetrically arranged U-shaped bent metal profiles connected in any way, for example, by contact welding or gluing, so that these two U-shaped profiles together make up the shape of an I-beam with shelves along the entire length of the separator 4, equal to the length of the roller 1 (Fig. 3).

Работает опора шарошечного долота следующим образом. The support of the cone bit works as follows.

В процессе бурения происходит перекатывание шарошки 2 по забою скважины. Сепараторы 4, находясь между телами качения, демпфируют динамические удары, исключают трение тел качения друг о друга, связанный с этим дополнительный нагрев и износ. Изготовление сепараторов из эластичного материала 5 и упрочнение их арматурой 6, имеющей форму двутавра с полками 7 и 8, выполненными по всей длине сепаратора, равной длине ролика, препятствует перекосам роликов и затягиванию эластичного материала в зазоры между роликами 1, шарошкой 2 и цапфой 3 роликового подшипника, снижая контактные напряжения, способствует удержанию смазки в опоре, повышает стойкость опоры в целом. During drilling, rolling cone 2 rolls along the bottom of the well. The separators 4, being between the rolling bodies, damp dynamic impacts, exclude the friction of the rolling bodies against each other, associated with this additional heating and wear. The manufacture of separators from elastic material 5 and their hardening with reinforcement 6, having the form of an I-beam with shelves 7 and 8, made along the entire length of the separator, equal to the length of the roller, prevents the skewing of the rollers and pulling the elastic material into the gaps between the rollers 1, roller cone 2 and the axle 3 of the roller bearing, reducing contact stress, helps to keep grease in the support, increases the stability of the support as a whole.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 872720, кл. E 21 B 10/22, 1981 г.Sources of information:
1. USSR author's certificate N 872720, cl. E 21 B 10/22, 1981

2. Авторское свидетельство СССР N 212909, кл. E 21 B 10/22, 1968 г. (прототип). 2. Copyright certificate of the USSR N 212909, cl. E 21 B 10/22, 1968 (prototype).

Claims

Roller bearing support, including roller radial bearings, equipped with cages made in the form of floating gaskets with side cylindrical surfaces corresponding to the surfaces of the rolling elements located between the rolling elements made of elastic material and reinforced with reinforcement with shelves pointing in different directions relative to the reinforcement wall so that each shelf reinforces the separator body, characterized in that the reinforcement of the roller bearing cages is in the form of an I-beam with shelves in the entire length of the separator equal to the length of the roller.