RU2711220C1 - System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure - Google Patents
System for lubrication and compensation of drilling cone bit pressure Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/22—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
- E21B10/24—Roller 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
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
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
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
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)
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)
| 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)
| 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 |
-
2018
- 2018-11-13 RU RU2018140115A patent/RU2711220C1/en active
Patent Citations (6)
| 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)
| 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 |