Несмотря на большое разнообразие замковых устройств, разработанных для опор шарошечных долот, по-прежнему, наибольшее применение имеет классическое замковое устройство в виде шарикового подшипника. Причем, если в долотах старых конструкций шариковый подшипник, кроме функции замка, воспринимал прямую осевую и радиальную нагрузки на опору, то в современных долотах он полностью разгружен от их восприятия. Осевая нагрузка обычно воспринимается подшипниками скольжения (упорный бурт, упорная пята), а радиальная — подшипниками скольжения или роликовыми подшипниками. Основная функция шарикового (замкового) подшипника — это восприятие обратной осевой нагрузки, отжимающей шарошку от стенки скважины, и ограничение осевого перемещения шарошки по цапфе лапы. Последнее особенно актуально в случае применения в опоре долота уплотнений торцового типа.
Из других замковых устройств, получивших применение в современных
шарошечных долотах, необходимо отметить пружинное стопорное
кольцо (Ring Lock) фирмы Hughes Christensen и резьбовое замковое устройство
фирмы Reed.
Замковое устройство Ring Lock
Замковое устройство (рис. 3.18) в виде пружинного стопорного кольца преимущественно круглого сечения, было запатентовано фирмой Hughes Tool в начале 80-х годок ч широко рекламировалось как альтернатива шариковому замковому подшипнику. Однако широкие промысловые испытания выявили недостаточную надежность подобного замкового устройства, особенно при повышенной частоте вращения долота. В настоящее время такие замковые устройства применяются фирмой Hughes Christensen лишь в долотах малого диаметра, для которых малые габариты данного замкового устройства по сравнению с шариковым подшипником более актуальны, чем в долотах большого диаметра.
Рис. 3.18. Замковое устройство Ring Lock
Резьбовое замковое устройство
Резьбовое замковое устройство фирмы Reed (рис. 3.19) состоит из двух полуколец прямоугольного сечения со ступенькой, входящей в соответствующую канавку на цапфе лапы, имеющих наружную резьбу.
Рис. 3.19. Резьбовое замковое устройство
В шарошке выполнена ответная внутренняя резьба, в которую вворачиваются вложенные в канавку цапфы лапы резьбовые полукольца. Фиксация полуколец на цапфе при наворачивании шарошки осуществляется при помощи специального инструмента, вводимого в отверстие со стороны спинки лапы, аналогичное отверстию под замковый палец в опоре с обычным шариковым подшипником. Затем это отверстие заглушается резьбовой пробкой или заваривается.
Для улучшения триботехнических характеристик подшипника скольжения, которым,
по сути, является данное замковое устройство, резьбовые полукольца покрываются
слоем серебра.
