[go: up one dir, main page]

RU2711220C1 - System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure - Google Patents

System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure Download PDF

Info

Publication number
RU2711220C1
RU2711220C1 RU2018140115A RU2018140115A RU2711220C1 RU 2711220 C1 RU2711220 C1 RU 2711220C1 RU 2018140115 A RU2018140115 A RU 2018140115A RU 2018140115 A RU2018140115 A RU 2018140115A RU 2711220 C1 RU2711220 C1 RU 2711220C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
lubricant
tube
leg
channel
Prior art date
Application number
RU2018140115A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Мыкалкин
Михаил Сергеевич Головкин
Гниятулла Гарифуллович Ишбаев
Андрей Григорьевич Балута
Карим Рамилевич Валямов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ")
Priority to RU2018140115A priority Critical patent/RU2711220C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2711220C1 publication Critical patent/RU2711220C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/08Roller bits
    • E21B10/22Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
    • E21B10/24Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details characterised by lubricating details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: soil or rock drilling.
SUBSTANCE: invention relates to structures of drilling cone bits and can be used in well drilling. Lubrication system and compensation of drilling cone bit pressure includes a cavity made in the leg, the plate springs are installed on the cavity bottom, Belleville springs are pressed by perforated washer to receive rubber-metal diaphragm. Lubrication channel communicating lubrication system with chisel support emerges from cylindrical part of cavity. Channel for relieving lubricant from the bottom of the cavity to the breast of the leg connects the bottom of the cavity with the borehole space, namely – with the leg breast. Tube in the form of a cylinder with a radial hole is put on the diaphragm. Tube with its outer cylindrical surface contacts cylindrical part of cavity. Tube is installed with its radial hole towards lubrication channel. Tube is pressed with a cover; the cover is fixed with a retaining ring. O-rings are installed in the gaps between the leg and the tube, as well as between the leg and the cover. Cover has hole for threaded plug with possibility of pumping through lubricant hole. Lubricant release channel on the side of the leg breast is equipped with a threaded end with the possibility of fixing a threaded plug in it. Parts are assembled directly into chisel blade.
EFFECT: increased useful volume of lubricant and increased manufacturability.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится конструкциям буровых шарошечных долот и может применяться в области бурения скважин.The invention relates to designs of cone drill bits and can be used in the field of well drilling.

С начала двадцатого века известно большое количество различных конструкций буровых шарошечных долот. Изначально они оснащались негерметизированной опорой и не требовали наличия смазочной системы.Since the beginning of the twentieth century, a large number of different designs of cone bits have been known. Initially, they were equipped with an unsealed support and did not require a lubrication system.

Известна конструкция бурового шарошечного долота, лапы которого оснащены смазочными резервуарами, которые соединены с опорой долота смазочным каналом (US №3739864, МПК Е21В 10/24, оп. 12.08.1971 г.).A known design of the cone drill bit, the legs of which are equipped with lubricating reservoirs that are connected to the support of the bit lubricating channel (US No. 3739864, IPC ЕВВ 10/24, op. 08/12/1971).

Недостатком данной конструкции является отсутствие элементов, компенсирующих колебания давления, из-за чего возникает перепад давления вокруг уплотнительного кольца опоры и, как следствие, уменьшение общего ресурса долота.The disadvantage of this design is the lack of elements that compensate for pressure fluctuations, due to which there is a pressure drop around the o-ring of the support and, as a result, a decrease in the total resource of the bit.

Известна конструкция буровых долот, в которой выполненная в лапе смазочная система долота оснащена мягкой резиновой диафрагмой для компенсации колебания давления, а после сборки долота выполняется прокол иглой. В случае превышения давления в скважине над давлением в опоре, компенсация происходит посредством деформации диафрагмы и уменьшения объема резервуара, в случае превышения давления внутри опоры над внутрискважинным, происходит сброс лишней смазки через прокол диафрагмы (RU №2513927, МПК Е21В 10/24, оп. 20.04.2014 г.).A known design of drill bits, in which the lubricating system of the bit made in the paw is equipped with a soft rubber diaphragm to compensate for pressure fluctuations, and after assembling the bit, a needle is punctured. In the event that the pressure in the well exceeds the pressure in the support, compensation occurs by deforming the diaphragm and reducing the volume of the tank; if the pressure inside the support exceeds the downhole pressure, excess lubricant is dumped through the puncture of the diaphragm (RU No. 2513927, IPC ЕВВ 10/24, op. 04/20/2014).

Недостатком данного изобретения является нестабильность работы прокола в диафрагме, что связано с влиянием большого количества случайных факторов при выполнении прокола и большой сложностью контроля качества операции. В случае слишком большого диаметра прокола отверстие может пропускать внутрь смазочной системы буровой раствор, либо сброс смазки может происходить преждевременно. В случае слишком маленького диаметра прокола отверстие может не сбросить смазку приThe disadvantage of this invention is the instability of the puncture in the diaphragm, which is associated with the influence of a large number of random factors when performing a puncture and the great complexity of controlling the quality of the operation. If the puncture diameter is too large, the hole may allow drilling fluid to pass into the lubrication system, or the lubrication may be prematurely discharged. If the puncture diameter is too small, the hole may not release grease when

расчетном перепаде давления, что негативно скажется на ресурсе уплотнительного кольца опоры, а, следовательно, и всего долота.design differential pressure, which will negatively affect the life of the sealing ring of the support, and, consequently, the entire bit.

Наиболее близкой к патентуемому изобретению является конструкция системы смазки и компенсации давления, выбранная в качестве прототипа. Прототип включает в себя сборку из деталей смазочного резервуара, включающую механизм сброса давления, выполненный в виде пары тарельчатых пружин, полость, заполненную смазкой и соединенную с опорой посредством смазочного канала, канал, выходящий на грудку лапы, для того, чтобы обеспечить связь давления с внутрискважинным. При этом у прототипа есть два положения сборки смазочного резервуара: первое - технологическое для закачки смазки, и второе - рабочее для спуска в скважину (US №9194186, МПК Е21В 10/24, оп. 17.10.2012 г.).Closest to the patented invention is the design of a lubrication and pressure compensation system, selected as a prototype. The prototype includes an assembly of parts of a lubricating reservoir, including a pressure relief mechanism made in the form of a pair of Belleville springs, a cavity filled with grease and connected to the support by means of a lubricating channel, a channel extending to the breast of the paw, in order to provide pressure connection with the downhole . Moreover, the prototype has two positions for assembling the lubricant reservoir: the first is the technological one for injecting lubricant, and the second is the working one for lowering into the well (US No. 9194186, IPC ЕВВ 10/24, op. October 17, 2012).

Недостатком данного изобретения является наличие большого количества деталей сборки смазочного резервуара, что приводит к снижению технологичности производства и повышению себестоимости долота. Другой недостаток заключается в корпусном исполнении сборки смазочного резервуара, что приводит к нефункциональному увеличению габаритов сборки и, следовательно, уменьшению полезного объема смазки. Еще один недостаток состоит в относительной сложности монтажа сборки смазочного резервуара в долото и закачки смазки, связанной с необходимостью менять положение смазочного резервуара, что приводит к увеличению времени на операцию сборки, повышению требований к квалификации сборщика и, как следствие, повышению себестоимости долота в целом.The disadvantage of this invention is the presence of a large number of parts for assembling a lubricant reservoir, which leads to a decrease in the manufacturability of production and an increase in the cost of the bit. Another disadvantage lies in the housing design of the assembly of the lubricant reservoir, which leads to a non-functional increase in the dimensions of the assembly and, consequently, a decrease in the useful volume of the lubricant. Another disadvantage is the relative complexity of assembling the assembly of the lubricant reservoir in the bit and injecting lubricant, which is associated with the need to change the position of the lubricant reservoir, which leads to an increase in the time for the assembly operation, an increase in the qualification requirements of the collector and, as a result, an increase in the cost of the bit as a whole.

Цель изобретения заключается в увеличении полезного объема смазки, повышении технологичности изготовления и снижении затрат на производство шарошечного долота, за счет изменения конструкции смазочной системы.The purpose of the invention is to increase the useful volume of lubricant, increase manufacturability and reduce the cost of producing a cone bit, by changing the design of the lubrication system.

Указанная цель достигается в системе смазки и компенсации давления бурового шарошечного долота, включающей сборку деталей смазочного резервуара, диафрагму, механизм сброса избыточного давления с The specified goal is achieved in the lubrication and pressure compensation system of the drill bit, including the assembly of the parts of the lubricating reservoir, the diaphragm, the overpressure relief mechanism with

использованием тарельчатых пружин, смазочный канал, выходящий на грудку лапы и канал для сброса смазки, соединяющий систему смазки с опорой долота, отличающаяся тем, что сборку деталей смазочного резервуара производят непосредственно в лапу долота, канал для сброса смазки оснащается резьбовым окончанием, позволяющем загерметизировать полость смазочного резервуара технологической резьбовой заглушкой на время заполнения системы смазочным материалом.using Belleville springs, a lubricating channel extending to the breast of the paws and a channel for lubricating the lubricant connecting the lubrication system with the support of the bit, characterized in that the assembly of the lubricant reservoir parts is carried out directly in the paw of the bit, the lubricant discharge channel is equipped with a threaded end that allows sealing the lubricant cavity reservoir technological screw plug while filling the system with lubricant.

На фигуре 1 показан способ реализации изобретения. В лапе 1, выполняется полость для смазки 2, в полость 2 закладывается пара тарельчатых пружин 3, тарельчатые пружины 3 поджимаются перфорированной шайбой 4, на которую садится резинометаллическая диафрагма 5, для того чтобы ограничить ход диафрагмы 5 сверху одевается трубка 6, выполненная в виде цилиндра с радиальным отверстием, при этом трубка 6 своей внешней цилиндрической поверхностью контактирует с цилиндрической частью полости 2, которая прижимается крышкой 7, вся компоновка фиксируется стопорным кольцом 8. Для предотвращения утечек в зазоры между лапой 1, трубкой 6 и крышкой 7 устанавливаются уплотнительные кольца 9. Отверстие 10 в крышке 7 используется для закачки смазки и в рабочем состоянии глушится резьбовой пробкой 11. Смазочный канал 12 выходит из цилиндрической части полости 2 и соединяет полость 2 с опорой долота, канал 13 для сброса смазки выходит из дна полости 2 во внутрискважинное пространство на грудку лапы и со стороны грудки лапы оснащен резьбовым окончанием. На время закачки смазки канал 13 глушится технологической пробкой 14 со стороны грудки лапы.The figure 1 shows a method of implementing the invention. In paw 1, a lubricant cavity 2 is made, a pair of Belleville springs 3 is laid in the cavity 2, Belleville springs 3 are pressed with a perforated washer 4, on which the rubber-metal diaphragm 5 sits, in order to limit the diaphragm 5, the tube 6, made in the form of a cylinder, is put on top with a radial hole, while the tube 6 with its outer cylindrical surface is in contact with the cylindrical part of the cavity 2, which is pressed by the cover 7, the whole arrangement is fixed by the locking ring 8. To prevent leaks in the gap O-rings are installed between the foot 1, the tube 6 and the cover 7, the sealing rings 9. The hole 10 in the cover 7 is used for injecting lubricant and is muffled by a screw plug 11. The lubrication channel 12 exits the cylindrical part of the cavity 2 and connects the cavity 2 with the support of the bit, the channel 13 for the release of lubricant leaves the bottom of the cavity 2 in the downhole space on the breast of the paw and from the side of the breast of the paw is equipped with a threaded end. At the time of lubricant injection, the channel 13 is jammed by the technological plug 14 from the side of the breast of the paw.

Сборка узла осуществляется следующим образом: сначала в полость 2 лапы 1 закладываются уплотнительные кольца 9, на дно полости 2 вкладываются тарельчатые пружины 3, перфорированная шайба 4 и резинометаллическая диафрагма 5, все это поджимается трубкой 6, которая устанавливается отверстием по направлению к смазочному каналу 12 и The assembly of the assembly is carried out as follows: first, the sealing rings 9 are laid in the cavity 2 of the paws 1, the Belleville springs 3, the perforated washer 4 and the rubber-metal diaphragm 5 are inserted into the bottom of the cavity 2, all this is pressed by the tube 6, which is installed by the hole in the direction of the lubricating channel 12 and

крышкой 7, которая фиксируется стопорным кольцом 8. После этого канал сброса смазки 13 глушится технологической пробкой 14, а к отверстию 10 подключают устройство для закачки смазки. Далее производится вакуумирование полости 2, с последующей закачкой смазки через отверстие 10, после чего снимается технологическая пробка 14 и проверяется давление сброса смазки, затем отверстие 10 глушится резьбовой пробкой 11 и изделие готово к работе.a lid 7, which is fixed by the locking ring 8. After that, the lubricant discharge channel 13 is suppressed by the process plug 14, and a lubricant injection device is connected to the hole 10. Next, the cavity 2 is evacuated, followed by lubricant injection through the hole 10, after which the process plug 14 is removed and the lubricant discharge pressure is checked, then the hole 10 is suppressed by the screw plug 11 and the product is ready for operation.

Особенностями такой системы являются:Features of such a system are:

- стабильное срабатывание механизма сброса смазки при расчетном перепаде давления, т.к. оно не зависит от трудноконтролируемых факторов, таких как квалификация сборщика и ручная регулировка узла;- stable operation of the lubrication relief mechanism at the calculated pressure drop, because it does not depend on difficult to control factors, such as the qualification of the collector and manual adjustment of the unit;

- увеличение полезного объема смазки, более эффективное использование объема выделенного для смазочного резервуара, по сравнению с аналогами, за счет уменьшения габаритов деталей;- an increase in the useful volume of the lubricant, a more efficient use of the volume allocated to the lubricant reservoir, in comparison with analogues, by reducing the dimensions of the parts;

- простота исполнения деталей, минимальное количество фрезерных операций, что снижает себестоимость изготовления долота.- ease of execution of parts, the minimum number of milling operations, which reduces the cost of manufacturing a bit.

Claims (1)

Система смазки и компенсации давления бурового шарошечного долота, включающая выполненную в лапе полость, на дно полости заложены тарельчатые пружины, тарельчатые пружины поджаты перфорированной шайбой, на которую посажена резинометаллическая диафрагма, из цилиндрической части полости выходит смазочный канал, соединяющий систему смазки с опорой долота, из дна полости на грудку лапы выходит канал для сброса смазки, соединяющий дно полости с внутрискважинным пространством, а именно – с грудкой лапы, отличающаяся тем, что на диафрагму одета трубка в виде цилиндра с радиальным отверстием, трубка своей внешней цилиндрической поверхностью контактирует с цилиндрической частью полости, трубка установлена своим радиальным отверстием по направлению к смазочному каналу, трубка прижата крышкой, крышка зафиксирована стопорным кольцом, в зазоры между лапой и трубкой, а также между лапой и крышкой установлены уплотнительные кольца, крышка выполнена с отверстием под резьбовую пробку с возможностью закачки через отверстие смазки, а канал для сброса смазки со стороны грудки лапы оснащен резьбовым окончанием с возможностью закрепления в нем технологической резьбовой заглушки, при этом сборку деталей осуществляют непосредственно в лапу долота.A lubrication and pressure compensation system for a drill bit, including a cavity made in the paw, disk springs are placed on the bottom of the cavity, disk springs are pressed by a perforated washer on which a rubber-metal diaphragm is mounted, a lubricant channel exits from the cylindrical part of the cavity connecting the lubrication system with the bit support, from the bottom of the cavity on the breast of the paw comes out a channel for the release of lubricant connecting the bottom of the cavity with the downhole space, namely, with the breast of the paw, characterized in that the diaphragm is one This is a tube in the form of a cylinder with a radial hole, the tube with its outer cylindrical surface contacts the cylindrical part of the cavity, the tube is installed with its radial hole in the direction of the lubricating channel, the tube is pressed by the cap, the cap is fixed by a locking ring, in the gaps between the foot and the tube, and between O-rings are installed with the paw and the cover, the cover is made with a hole for the screw plug with the possibility of pumping through the lubricant hole, and the channel for discharging lubricant from the breast side of the equipped with a threaded end with the possibility of fixing a technological threaded plug in it, while the assembly of parts is carried out directly in the paw of the bit.
RU2018140115A 2018-11-13 2018-11-13 System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure RU2711220C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140115A RU2711220C1 (en) 2018-11-13 2018-11-13 System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140115A RU2711220C1 (en) 2018-11-13 2018-11-13 System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711220C1 true RU2711220C1 (en) 2020-01-15

Family

ID=69171597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018140115A RU2711220C1 (en) 2018-11-13 2018-11-13 System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711220C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199537U1 (en) * 2020-05-08 2020-09-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный горный университет» ROLLER BIT WITH CIRCULATION LUBRICATION
RU2746723C1 (en) * 2020-07-21 2021-04-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Cutting-rotary drill bit
CN117145392A (en) * 2023-10-31 2023-12-01 山东昊锐岩土钻具有限公司 Fast-assembling type roller bit and drilling tool using same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3463270A (en) * 1966-02-23 1969-08-26 Sandvikens Jernverks Ab Lubricating means for roller drill bit
SU1668612A1 (en) * 1989-01-09 1991-08-07 Одесский Политехнический Институт Method of packing roller-cutter bearing with grease
US6206110B1 (en) * 1996-09-09 2001-03-27 Smith International, Inc. Protected lubricant reservoir with pressure control for sealed bearing earth boring drill bit
US20080105467A1 (en) * 2005-11-17 2008-05-08 Zhou Yong Drill bit reservior with controllable relief pressure
RU2491407C2 (en) * 2011-11-24 2013-08-27 Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") Rolling bit with sealed support
US9194186B2 (en) * 2012-10-17 2015-11-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and system for lubrication pressure relief for a roller cone drill bit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3463270A (en) * 1966-02-23 1969-08-26 Sandvikens Jernverks Ab Lubricating means for roller drill bit
SU1668612A1 (en) * 1989-01-09 1991-08-07 Одесский Политехнический Институт Method of packing roller-cutter bearing with grease
US6206110B1 (en) * 1996-09-09 2001-03-27 Smith International, Inc. Protected lubricant reservoir with pressure control for sealed bearing earth boring drill bit
US20080105467A1 (en) * 2005-11-17 2008-05-08 Zhou Yong Drill bit reservior with controllable relief pressure
RU2491407C2 (en) * 2011-11-24 2013-08-27 Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") Rolling bit with sealed support
US9194186B2 (en) * 2012-10-17 2015-11-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and system for lubrication pressure relief for a roller cone drill bit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199537U1 (en) * 2020-05-08 2020-09-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный горный университет» ROLLER BIT WITH CIRCULATION LUBRICATION
RU2746723C1 (en) * 2020-07-21 2021-04-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Cutting-rotary drill bit
CN117145392A (en) * 2023-10-31 2023-12-01 山东昊锐岩土钻具有限公司 Fast-assembling type roller bit and drilling tool using same
CN117145392B (en) * 2023-10-31 2024-01-12 山东昊锐岩土钻具有限公司 A quick-installation cone drill bit and a drilling tool using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2711220C1 (en) System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure
US3033011A (en) Resilient rotary drive fluid conduit connection
US4257245A (en) Compression shock absorber device
US10557513B2 (en) Dampers
NO153312B (en) SOCKET SHOULDER FOR DRILL STRING.
US20090218107A1 (en) Reservoir Tool for Packer Setting
EP3445992B1 (en) Subsea damper unit
US2139104A (en) Pressure equalizing and surge relief device for gun perforators
CN108131345A (en) A kind of high-damping direct-acting overflow valve
CN111236842B (en) A hydraulic hole-making mechanism for drilling holes in coal mines
US1607662A (en) Rotary reamer
RU2522195C1 (en) Installation for mud-pulse effect on bottomhole formation zone
US2824718A (en) Mud decoupler
RU65097U1 (en) MECHANICAL SHOCK ABSORBER
RU48360U1 (en) LIQUID SELECTION EQUIPMENT
RU154514U1 (en) HYDROSTATIC PACKER LANDING TOOL DOWN ON THE CABLE
CN210716048U (en) Pressure regulating valve capable of reducing pressure fluctuation
EP0054091A1 (en) Compression shock absorber device
RU2491407C2 (en) Rolling bit with sealed support
CN110821443B (en) RD valve perforation protector and layered perforation oil testing tubular column
RU2605249C1 (en) Swelling downhole packer
SU977719A1 (en) Automatic deep well device for shutting-off well shaft
RU2839523C1 (en) Device for expanding pipes in well
US1913636A (en) Uniform pressure casing cutter
RU2749705C1 (en) At-bit damping device