RU2592911C1 - Roller cutter drilling tool - Google Patents
Roller cutter drilling tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592911C1 RU2592911C1 RU2015120830/03A RU2015120830A RU2592911C1 RU 2592911 C1 RU2592911 C1 RU 2592911C1 RU 2015120830/03 A RU2015120830/03 A RU 2015120830/03A RU 2015120830 A RU2015120830 A RU 2015120830A RU 2592911 C1 RU2592911 C1 RU 2592911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearings
- axial
- housing
- axial load
- inner ring
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract 7
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя либо для расширения ранее пробуренной скважины.The present invention can be used in mining for direct drilling of wells with a stepped bottom shape or to expand a previously drilled well.
Известна подшипниковая опора бурового долота, содержащая лапы с цапфами, на которой консольно установлена шарошка на подшипниках, способных воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, один из которых - периферийный замковый радиально-упорный, наружное кольцо которого уперто в замковое устройство, закрепленное на шарошке со стороны основания цапфы. Имеется радиально-упорный подшипник, способный воспринимать от шарошки прямую осевую нагрузку, внутреннее кольцо которого установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в ее бурт через тарельчатую пружину (пат. на изобретение США №2007/0034413, МПК Е21В 10/00, опубл. 15.02.2007).Known bearing support of a drill bit containing paws with trunnions, on which the cone is mounted on bearings capable of absorbing radial and multidirectional axial load, one of which is a peripheral radial thrust lock, the outer ring of which is abutted in the locking device mounted on the roller cone from the side trunnion base. There is an angular contact bearing capable of perceiving direct axial load from the roller cone, the inner ring of which is mounted on the trunnion with the possibility of axial movement and rested in its collar through a disk spring (US Pat. No. US2007 / 0034413, IPC Е21В 10/00, publ. February 15, 2007).
Недостатком данной конструкции является расположение замкового устройства на шарошке, что приводит к ослаблению тела шарошки, уменьшению диметра устанавливаемого подшипника. Это приводит к уменьшению прочности и долговечности шарошек и их опор.The disadvantage of this design is the location of the locking device on the cone, which leads to a weakening of the cone body, reducing the diameter of the installed bearing. This leads to a decrease in the strength and durability of cones and their supports.
Известен шарошечный расширитель, содержащий корпус в виде центрального ствола с присоединенными к нему лапами в виде обойм, опорные валы с подшипниками, которые разъемно установлены между обоймой и центральным стволом. Подшипники расположены в сквозном осевом отверстии шарошки, шарошка зафиксирована с помощью замкового шарикового подшипника (а.с. РФ №1808971, Е21В 10/28, опубл. 15.04.1993).Known cone extender, comprising a housing in the form of a Central barrel with paws attached to it in the form of cages, support shafts with bearings that are detachably mounted between the cage and the Central barrel. The bearings are located in the through axial bore of the roller cone, the roller cone is fixed using a ball lock (AS RF No. 1808971, ЕВВ 10/28, publ. 04/15/1993).
Недостатком данной конструкции является расположение замкового устройства в рабочей зоне подшипниковой опоры, что снижает ее долговечность.The disadvantage of this design is the location of the locking device in the working area of the bearing support, which reduces its durability.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является разборный шарошечный буровой инструмент, содержащий корпус, к которому присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги, а также прикреплены лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на расположенных в ее сквозном осевом отверстии подшипниках, способных воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, при этом внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, уперто в корпус или застопорено на конце лапы посредством съемного стопорящего резьбового элемента (пат. на полезную модель РФ №141747, МПК Е21В 10/28, опубл. 10.06.2014).Closest to the claimed technical solution is a collapsible cone drilling tool containing a housing to which leading rock cutting elements are attached or it has a device for attaching a smaller diameter leading drill tool and / or drill rod, as well as paws with trunnions attached to each of which are mounted cone on bearings located in its through axial bore, capable of absorbing radial and multidirectional axial load, while the inner ring a bearing capable of absorbing the axial axial load from the cutter is abutted in the housing or locked at the end of the paw by means of a removable locking threaded element (US Pat. Utility Model No. 141747, IPC Е21В 10/28, publ. 06/10/2014).
Недостатком данной конструкции является консольное крепление цапф шарошек, возможность значительного уменьшения предварительного натяга в случае радиально-упорных подшипников, если внутреннее кольцо одного из них уперто в корпус, или в результате выработки и износа, если оно застопорено на конце лапы посредством съемного стопорящего резьбового элемента. Это приводит к уменьшению прочности опор шарошек и долговечности подшипников, повышению требований к точности изготовления и монтажа.The disadvantage of this design is the cantilever mounting of the cones of the cones, the possibility of significantly reducing the preload in the case of angular contact bearings, if the inner ring of one of them is abutted in the housing, or as a result of working out and wear, if it is locked at the end of the paw by means of a removable locking threaded element. This leads to a decrease in the strength of the cones and the durability of the bearings, increasing the requirements for precision manufacturing and installation.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение прочности цапф шарошек и увеличение долговечности подшипников путем обеспечения двухопорного крепления цапф и поддержания предварительного натяга радиально-упорных подшипников с помощью пружин с одновременным уменьшением требований к точности изготовления и монтажа опор шарошек, а значит, уменьшения трудоемкости изготовления.The objective of the invention is to increase the strength of the trunnion trunnions and increase the durability of the bearings by providing two-pivot mounting trunnions and maintaining the preload of the angular contact bearings using springs while reducing the requirements for precision manufacturing and mounting of the cones, and thus reduce the complexity of manufacturing.
Для достижения указанного технического результата в шарошечном буровом инструменте, содержащем корпус, к которому присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги, а также прикреплены лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на расположенных в ее сквозном осевом отверстии подшипниках, способных воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, при этом внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, уперто в корпус, согласно изобретению каждый из подшипников является радиально-упорным, внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в корпус посредством одной или нескольких тарельчатых пружин, имеется два подшипника, способных воспринимать от шарошки прямую осевую нагрузку, внутреннее кольцо одного из них ближнего к вершине шарошки установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в бурт цапфы через одну или несколько тарельчатых пружин, цапфа со стороны, противоположной лапе, установлена в отверстие корпуса таким образом, что образован предварительный осевой натяг в радиально-упорных подшипниках в результате сжатия тарельчатых пружин.To achieve the indicated technical result, in a cone drilling tool containing a housing to which leading rock cutting elements are attached, or it has a device for attaching an advance drilling tool of smaller diameter and / or drill rod, and paws with trunnions are attached, on each of which a cone is mounted on bearings located in its through axial bore, capable of absorbing radial and multidirectional axial load, while the inner ring of the bearing, it is possible to perceive the axial load from the cone, rested against the housing, according to the invention, each bearing is angular contact, the inner ring of the bearing, capable of perceiving the inverse axial load from the cone, is mounted on the axle with the possibility of axial movement and is supported in the housing by means of one or several disk springs, there are two bearings capable of perceiving direct axial load from the cone, the inner ring of one of them closest to the cone top is mounted on the trunnion with the possibility of axial movement and rested against the collar of the trunnion through one or more cup springs, the trunnion from the side opposite the foot is installed in the bore of the housing in such a way that a preliminary axial tension is formed in angular contact bearings as a result of compression of the cup springs.
На фиг. 1 изображен шарошечный буровой инструмент сбоку; на фиг. 2 - местный осевой разрез подшипникового узла одной из шарошек.In FIG. 1 shows a cone drilling tool on the side; in FIG. 2 - local axial section of the bearing assembly of one of the cones.
Шарошечный буровой инструмент состоит из корпуса 1, к которому присоединены опережающие породоразрушающие элементы (на чертеже не показаны) или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги (на чертеже не показаны), например в виде резьбовой муфты 2.Roller cone drilling tool consists of a
К корпусу 1 прикреплены лапы 3 с цапфами 4, на каждой из которых установлена шарошка 5 на подшипниках, расположенных в ее сквозном осевом отверстии, способных воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку. Подшипник 6, способный воспринимать от шарошки 5 обратную осевую нагрузку, выполнен радиально-упорным, его внутреннее кольцо установлено на цапфе 4 с возможностью осевого перемещения и уперто в корпус 1 посредством, например двух, тарельчатых пружин 7.
Имеется два радиально-упорных подшипника 8 и 9, способных воспринимать от шарошки 5 прямую осевую нагрузку. Внутреннее кольцо подшипника 8, ближнего к вершине шарошки 5, установлено на цапфе 4 с возможностью осевого перемещения и уперто в бурт цапфы 4 через, например одну, тарельчатую пружину 10.There are two
Цапфа 4 со стороны, противоположной лапе 3, установлена в отверстие корпуса 1 таким образом, что образован предварительный натяг в радиально-упорных подшипниках 6, 8 и 9 в результате сжатия тарельчатых пружин 7 и 10.The
Для уплотнения подшипникового узла может быть применена уплотнительная шайба 11, которая может передавать осевое усилие предварительного натяга от тарельчатых пружин 7 к внутреннему кольцу радиально-упорного подшипника 8.To seal the bearing assembly, a
Работает шарошечный буровой инструмент следующим образом.Works cone drilling tool as follows.
На корпус 1 и лапы 3 передается осевое усилие и крутящий момент, в результате этого происходит вращение корпуса 1 и шарошек 5, с помощью которых разрушается забой скважины (на чертеже не показан).Axial force and torque are transmitted to the
Опережающие породоразрушающие элементы (на чертеже не показаны) меньшего диаметра или присоединенный к резьбовой муфте 2 опережающий буровой инструмент (на чертеже не показан) производят бурение опережающего уступа скважины, освобождая место для расположения вершинной части шарошек 5, не имеющей породоразрушающего вооружения.The leading rock cutting elements (not shown in the drawing) of smaller diameter or the leading boring tool attached to the threaded sleeve 2 (not shown in the drawing) drill the leading ledge of the well, freeing up space for the top of the
Усилия от каждой шарошки 5 передаются на радиально-упорные подшипники 6, 8 и 9 и на цапфу 4, которая имеет две опоры: с одной стороны - лапу 3; с другой - корпус 1. В результате двухопорного крепления цапф 4 увеличивается их прочность.The forces from each
В результате предварительного сжатия тарельчатых пружин 7 и 10 образуется предварительный осевой натяг в радиально-упорных подшипниках 6, 8 и 9, что способствует их лучшей радиальной грузоподъемности при разнонаправленных внешних осевых усилий от шарошек 5. Прямое осевое усилие от шарошек 5, возникающее при бурении и направленное от их вершин, является большим, чем обратное, и воспринимается двумя радиально-упорными подшипниками 8 и 9, способными воспринимать от шарошки 5 прямую осевую нагрузку. Тарельчатая пружина 10 компенсирует погрешности базирования колец радиально-упорных подшипников 8 и 9, а также создает предварительный осевой натяг. Небольшие отклонения в точности изготовления или сборки не приводят к полной потере предварительного осевого натяга радиально-упорных подшипников 6, 8 и 9, а значит, увеличивается долговечность опор шарошек 5 и снижается трудоемкость изготовления шарошечного бурового инструмента.As a result of pre-compression of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120830/03A RU2592911C1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Roller cutter drilling tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120830/03A RU2592911C1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Roller cutter drilling tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2592911C1 true RU2592911C1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56557107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015120830/03A RU2592911C1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Roller cutter drilling tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2592911C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655505C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Drilling tools |
US11946321B2 (en) | 2022-08-04 | 2024-04-02 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Cutting element assemblies and downhole tools comprising rotatable and removable cutting elements and related methods |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2030722A (en) * | 1933-12-01 | 1936-02-11 | Hughes Tool Co | Cutter assembly |
SU1418528A1 (en) * | 1987-01-23 | 1988-08-23 | Предприятие П/Я А-1773 | Shaft bearing |
US5413183A (en) * | 1993-05-17 | 1995-05-09 | England; J. Richard | Spherical reaming bit |
RU2136836C1 (en) * | 1998-07-06 | 1999-09-10 | Королев Альберт Викторович | Bearing support |
RU2333341C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-09-10 | Николай Васильевич Грибенников | Demountable rock drill with cone rollers on ball bearings with cages |
RU2548274C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Demountable roller cutter drilling tool |
-
2015
- 2015-06-01 RU RU2015120830/03A patent/RU2592911C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2030722A (en) * | 1933-12-01 | 1936-02-11 | Hughes Tool Co | Cutter assembly |
SU1418528A1 (en) * | 1987-01-23 | 1988-08-23 | Предприятие П/Я А-1773 | Shaft bearing |
US5413183A (en) * | 1993-05-17 | 1995-05-09 | England; J. Richard | Spherical reaming bit |
RU2136836C1 (en) * | 1998-07-06 | 1999-09-10 | Королев Альберт Викторович | Bearing support |
RU2333341C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-09-10 | Николай Васильевич Грибенников | Demountable rock drill with cone rollers on ball bearings with cages |
RU2548274C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Demountable roller cutter drilling tool |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655505C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Drilling tools |
US11946321B2 (en) | 2022-08-04 | 2024-04-02 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Cutting element assemblies and downhole tools comprising rotatable and removable cutting elements and related methods |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130170778A1 (en) | Angled bearing assembly | |
US9045941B2 (en) | Hybrid bearings for downhole motors | |
CN101900161A (en) | Drilling Equipment - Bearing Unit | |
RU2592911C1 (en) | Roller cutter drilling tool | |
US20160040482A1 (en) | Roller cutter with improved sealing | |
US10851589B2 (en) | Integrated bearing section and method | |
EP3535473B1 (en) | Radial ball bearing and method | |
US7798254B2 (en) | Earth bit with hub and thrust units | |
RU2308591C1 (en) | Cone bit bearing structure | |
RU2374419C1 (en) | Cone bit support (versions) | |
RU2493349C1 (en) | Drill bit and method of its assembly | |
RU2350734C1 (en) | Roller-bit drill support | |
RU2215112C2 (en) | Rolling-cutter drilling bit | |
US1918902A (en) | Conical cutter drill | |
RU2548274C1 (en) | Demountable roller cutter drilling tool | |
RU2474670C1 (en) | Drilling bit bearing structure | |
US9915097B2 (en) | Bearing section of a downhole drilling motor | |
RU2467148C1 (en) | Method of mounting roller drill bit bearing | |
RU2302505C1 (en) | Cone drill bearing | |
RU2468176C1 (en) | Cone bit support | |
RU2306400C1 (en) | Drill bit bearing structure | |
RU2499875C1 (en) | Installation method of rolling drilling bit bearing structure | |
RU2472915C1 (en) | Rolling drilling bit | |
CN201265597Y (en) | Hard alloy bearing used for oil drilling machine | |
RU64677U1 (en) | SWIVEL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170602 |