Такая возможность содержится в новой конструкции подшипниковой опоры бурового долота, которая обеспечивает бурение на резко повышенных нагрузках и на повышенных частотах вращения.
Предлагаемая конструкция опоры с подшипником скольжения (см. рисунок) позволяет ориентировочно вдвое увеличить его опорную поверхность и, соответственно, нагрузочную способность долота. Это достигается за счёт исключения из традиционной опоры замкового подшипника качения и соответственного увеличения ширины подшипника скольжения 1, с одной стороны, и за счёт увеличения диаметра скольжения на контакте с шарошкой 2, с другой. Последним обеспечивается также значительное увеличение упорной плоской поверхности подшипника скольжения на его контакте с шарошкой. Замок шарошки на цапфе образуется втулкой 3, которая соединена с шарошкой и контактирует с ответной плоской поверхностью подшипника скольжения. Концевая цилиндрическая часть подшипника скольжения дополнительно увеличивает нагрузочную способность, а также базу опоры. Как видно, подшипник скольжения 1 объединяет в себе функции замкового, периферийного, упорного и концевого.
Специфическим недостатком долот с подшипниками скольжения традиционной конструкции является, как известно, ограниченная частота вращения, что связано с повышенным, по отношению к опорам качения, значением коэффициента трения и низкой теплостойкостью эластомерных элементов герметизации подшипниковой камеры, в которой генерируется тепло. Следствием этого является необходимость ограничения механической скорости бурения, а в случае герметизации подшипниковой камеры радиальным эластомерным уплотнением - его быстрый износ и, следовательно, ограниченная проходка на долото.
В предлагаемой конструкции указанные ограничения снимаются радикально – за счёт исключения эластомерных элементов и, следовательно, безопасным, с точки зрения увеличения нагрузок и частоты, увеличением генерации тепла. В применяемом здесь торцовом уплотнении функции амортизатора осевых подвижек шарошки вдоль цапфы и прижатия торцовых колец 4 и 5 выполняет упругая металлическая диафрагма 6.
Очевидным принципиальным преимуществом долот с предлагаемой опорой является возможность повышения механической скорости, моторесурса долота, рейсовой скоростей бурения, снижения расхода долот, электроэнергии и себестоимости бурения.
Предлагаемая конструкция опоры скольжения содержит следующие дополнительные преимущества:
а) возможность использования новейших материалов и технологий, обеспечивающих повышенную нагрузочную способность и износостойкость опорных поверхностей подшипника и пониженное значение коэффициента трения;
b) снижение трудоёмкости и себестоимости изготовления в случае использования новейших теплостойких эластомеров и герметизации подшипниковой камеры простейшим радиальным эластомерным кольцом;
c) универсальность предлагаемой опоры применительно к любым видам вооружения, что может означать упрощение технологических линий производства, его удешевление;
d) универсальность и эффективность долот с опорой предлагаемой конструкции применительно к практически любым условиям и режимам бурения;
е) применимость долот с предлагаемой опорой к бурению термальных скважин, в том числе сверхглубоких.
Заявитель предлагает любому юридическому или физическому лицу уступку прав на заявку на изобретение (в дальнейшем – прав владельца патента) с вытекающим отсюда лидирующим положением на долотном рынке и возможностью получения прибыли от продаж лицензий.
На печать