RU2555850C1

RU2555850C1 - Roller bit (versions)

Info

Publication number: RU2555850C1
Application number: RU2014123701/03A
Authority: RU
Inventors: Виталий Анатольевич Ясашин; Дмитрий Юрьевич Сериков; Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Виталий Анатольевич Ясашин
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to rock crushers, primarily, drill bits intended for drilling with the use of central flushing assembly. Drill bit comprises body with central stepped channel, cutters secured at bit legs and pipe made of resilient material arranged in said central channel. In compliance with first version, said pipe is composed of two semicircular sectors with top part of one of which provided with corrugated section shifted to pipe outlet side by magnitude making at least OD. In compliance with second version, said pipe is composed of semicircular sectors with their top part has corrugated sections shifted to pipe outlet end side by magnitude making at least its OD. Note also that corrugated section of one of said sectors has crimps on inner and outer surfaces while second sector has crimps only on outer surface.

EFFECT: higher efficiency of drilling.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.The invention relates to a rock cutting tool, namely to cone drill bits, mainly for drilling using a central flushing unit.

Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус с осевым каналом, закрепленные на цапфах конусные шарошки и размещенный в осевом канале патрубок с насадкой (см. авт. св. СССР №1010246, кл. Е21В 10/08, 1981 г.).A cone drill bit is known, which includes a body with an axial channel, conical cones fixed on pins and a nozzle with a nozzle located in the axial channel (see ed. St. USSR No. 1010246, class. E21B 10/08, 1981).

Недостатком этого долота является малая эффективность работы из-за высокой вероятности образования шламовой пробки в надшарошечном пространстве.The disadvantage of this bit is the low efficiency due to the high probability of the formation of sludge plugs in the suprahepatic space.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее корпус с центральным ступенчатым каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала (см. авт. св. СССР №1514900, кл. Е21В 10/08, 1989 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a cone drill bit, including a body with a central stepped channel, mounted on the legs of a cone and a pipe made of elastic material placed in the central channel (see ed. St. USSR No. 1514900, class Е21В 10 / 08, 1989).

Данное долото благодаря использованию гибкого патрубка обеспечивает более качественную очистку забоя от шлама.Due to the use of a flexible nozzle, this bit provides better cleaning of the bottom from sludge.

К недостаткам известного долота следует отнести невозможность очистки шламовой пробки в надшарошечной зоне в случае возникновения аварийной ситуации, связанной с прихватом инструмента, когда буровой вал не вращается.The disadvantages of the known bit include the impossibility of cleaning the sludge plug in the suprahepatic zone in the event of an emergency associated with sticking the tool when the drill shaft does not rotate.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота путем обеспечения очистки вооружения долота и надшарошечного пространства как в процессе бурения, так и в процессе прихвата бурового инструмента.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the bit by ensuring the cleaning of the armament of the bit and supraheat space both during drilling and in the process of gripping the drilling tool.

Поставленный технический результат по первому варианту достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем корпус с центральным каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала, согласно изобретению патрубок выполнен из двух полукольцевых секторов, верхняя часть одного из которых выполнена с гофрированным участком, смещенным в сторону выходного торца патрубка на величину не менее его наружного диаметра.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the drilling cone bit, comprising a body with a central channel, cones mounted on the legs of the cone and placed in the central channel of a pipe made of elastic material, according to the invention, the pipe is made of two semi-ring sectors, the upper part of one of which is made with a corrugated portion offset toward the outlet end of the pipe by an amount not less than its outer diameter.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем корпус с центральным каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала, согласно изобретению патрубок выполнен из двух полукольцевых секторов, верхняя часть которых выполнена с гофрированными участками, смещенными в сторону выходного торца патрубка на величину не менее его наружного диаметра, при этом гофрированный участок одного из секторов выполнен с гофрами как на наружной, так и на внутренней поверхности, а у второго сектора - только на наружной поверхности.According to the second embodiment, the technical result is achieved by the fact that in the drill cone bit including the body with the central channel, the cones mounted on the legs of the cones and the pipe made of elastic material located in the central channel, according to the invention the pipe is made of two semicircular sectors, the upper part of which is made with corrugated sections shifted towards the outlet end of the pipe by an amount not less than its outer diameter, while the corrugated section of one of the sectors is made with corrugations as and the outer and on the inner surface and the second sector - only on the outer surface.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид долота в продольном разрезе; на фиг. 2 и 3 вид патрубка в осевом сечении по двум вариантам в увеличенном масштабе.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a General view of the bit in longitudinal section; in FIG. 2 and 3 are an axial section view of the nozzle in two versions on an enlarged scale.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с центральным ступенчатым каналом 4, закрепленные на лапах 2 шарошки 3 и размещенный в центральном канале 4 Т-образный патрубок 5, выполненный из эластичного материала. Патрубок 5 закреплен в центральном канале 4 посредством шайбы 6 и гайки 7. В предложенном долоте патрубок 5 выполнен из двух полукольцевых секторов 8 и 9, верхняя часть одного из которых выполнена с гофрированным участком 10, смещенным в сторону выходного торца патрубка 5 на величину не менее его наружного диаметра. По другому варианту гофрированный участок 10 сектора 8 выполнен с гофрами как на наружной, так и на внутренней поверхности, а у второго сектора 9 - только на наружной поверхности.The cone drill bit contains a housing 1 with a central stepped channel 4, mounted on the legs 2 of the cone 3 and placed in the central channel 4 of the T-shaped pipe 5 made of an elastic material. The pipe 5 is fixed in the Central channel 4 by means of a washer 6 and a nut 7. In the proposed bit, the pipe 5 is made of two semi-ring sectors 8 and 9, the upper part of one of which is made with a corrugated section 10, shifted towards the output end of the pipe 5 by at least its outer diameter. In another embodiment, the corrugated portion 10 of sector 8 is made with corrugations on both the outer and inner surfaces, and in the second sector 9 only on the outer surface.

При такой конструкции и параметрах патрубка 5 обеспечивается гарантированное отклонение патрубка от оси долота и размещение его в надшарошечной полости даже при работе насосов в неполную мощность. Это в свою очередь обеспечивает возможность очистки надшарошечной полости долота от шлама как при работе, так и в случае прихвата бурового инструмента и тем самым исключает заклинивание шарошек 3 долота осевшим шламом, особенно при продолжительных сроках ликвидации аварии и при бурении по вязким породам.With this design and parameters of the nozzle 5, a guaranteed deviation of the nozzle from the axis of the bit and its placement in the suprahepatic cavity is ensured even when the pumps are operating at incomplete power. This, in turn, makes it possible to clean the supra-conical cavity of the bit from sludge both during operation and in the event of sticking of a drilling tool, and thereby eliminates jamming of the 3-bit cone by settled sludge, especially during long periods of emergency response and when drilling over viscous rocks.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы шарошек 3 долота осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. Разрушенная порода выносится на поверхность потоком промывочной жидкости, подаваемой на забой через центральный канал 4 и патрубок 5. При вращении долота за счет центробежных сил гибкий патрубок 5 отклоняется от оси долота и располагается в полости, расположенной над шарошками 3, при этом канал патрубка 5 направлен на шарошки долота, обеспечивая очистку межзубцовых и межвенцовых впадин и всего забойного пространства, включая надшарошечное, от шлама. В случае возникновения аварийной ситуации, когда буровой вал не вращается, для предохранения призабойной части скважины, где располагается долото, осуществляется усиленная промывка скважины. В этом случае, благодаря выполнению патрубка 5 из двух полукольцевых секторов 8 и 9, верхняя часть которых выполнена с гофрами 10 с различным поперечным сечением, а следовательно, и различным коэффициентом растяжения, обеспечивается отклонение патрубка 5 от оси долота и направление потока промывочной жидкости на шарошки и в надшарошечное пространство. Этому способствует также и смещение гофрированного участка 10 сектора 8 и 9 в сторону выходного торца патрубка 5 на величину нe менее его наружного диаметра. Этим достигается отклонение патрубка 5 с минимальным затратами, т.е. при минимальном расходе промывочной жидкости. При этом отклонение патрубка 5 обеспечивается за счет удлинения его секторов 8 и 9 на разную величину под действием давления прокачиваемой промывочной жидкости и возникающих при этом сил трения между внутренней поверхностью патрубка 5 и промывочной жидкостью. Отклонение патрубка от оси долота обеспечивает эффективное удаление шлама из надшарошечной полости и исключает заклинивание шарошек 3 вязкий шламом, а следовательно, и проведение дополнительного спуска-подъема снаряда для очистки бурового долота или его замены.The principle of operation of the bit is as follows. Under the action of axial load and torque, rock-cutting elements of roller cutters 3 bits carry out the destruction of the bottom and calibration of the walls of the well. The destroyed rock is brought to the surface by a flow of flushing fluid supplied to the bottom through the central channel 4 and nozzle 5. When the bit rotates due to centrifugal forces, the flexible nozzle 5 deviates from the axis of the bit and is located in the cavity located above the cones 3, while the channel of the nozzle 5 is directed on cone bits, ensuring the cleaning of the interdental and interventional depressions and the entire bottomhole space, including the suprahepatic, from sludge. In the event of an emergency when the drill shaft does not rotate, to protect the bottom-hole part of the well where the bit is located, an enhanced flushing of the well is carried out. In this case, due to the implementation of the nozzle 5 of the two semi-ring sectors 8 and 9, the upper part of which is made with corrugations 10 with different cross-sections, and therefore different tensile coefficients, the nozzle 5 is deflected from the axis of the bit and the flow of washing liquid to the cutters and into the suprahepatic space. This also contributes to the shift of the corrugated section 10 of sector 8 and 9 towards the output end of the pipe 5 by an amount not less than its outer diameter. This achieves the deviation of the pipe 5 with minimal cost, i.e. with a minimum flow rate of flushing fluid. In this case, the deviation of the nozzle 5 is ensured by lengthening its sectors 8 and 9 by a different amount under the influence of the pressure of the pumped washing liquid and the friction forces arising from this between the inner surface of the pipe 5 and the washing liquid. Deviation of the nozzle from the axis of the bit ensures effective removal of sludge from the suprahepatic cavity and eliminates jamming of the cone 3 by viscous sludge, and consequently, additional descent-lifting of the shell to clean the drill bit or replace it.

В целом это повышает все технико-экономические показатели работы долота и ведет к снижению стоимости буровых работ.In general, this increases all the technical and economic performance of the bit and leads to a decrease in the cost of drilling.

Claims

1. Drill roller bit, comprising a housing with a central stepped channel, mounted on the legs of the cone and placed in the Central channel of the pipe made of elastic material, characterized in that the pipe is made of two semi-ring sectors, the upper part of one of which is made with a corrugated section, offset in the side of the outlet end of the pipe by an amount not less than its outer diameter.

2. Drill roller bit, comprising a housing with a central stepped channel, mounted on the legs of a cone and placed in the central channel of a pipe made of elastic material, characterized in that the pipe is made of two semi-ring sectors, the upper part of which is made with corrugated sections shifted towards the outlet the end of the pipe by an amount not less than its outer diameter, while the corrugated portion of one of the sectors is made with corrugations on both the outer and inner surfaces, and the second sect ra - only on the outer surface.