JP2011149248A - Rock bit - Google Patents
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1092—Gauge section of drill bits
Abstract
Description
本発明はロックビットに関するものである。 The present invention relates to a lock bit.
坑井掘削用のロックビットとして、従来からトリコンビットが用いられている。
トリコンビットは、図１０に示すようにジャーナル部２を有するビットボディ４と、ビットボディ４に対して回転可能なコーン部６と、コーン部６とジャーナル部２の間の軸受部８と、コーン部６とジャーナル部２の間に設けられ、軸受部８を密封するためのシール１０を備える。コーン部６には多数の超硬チップ１２、１４が埋め込まれている。この超硬チップは坑井の底部と接触する超硬チップ１２と、坑井の側壁と接触するゲージチップ１４を含む。コーン部６には、ゲージチップ１４の内側（ビットボディ４とジャーナル部２の方向）に坑井の側壁と接触するゲージサーフェイス１６が形成され、このゲージサーフェイス１６にも超硬チップ（ゲージサーフェイスチップ）１８が配置されている。ゲージサーフェイス１６に配置されている超硬チップ１８は、超耐摩耗性を有するが、坑壁を研削しないでチッピング、圧壊させている。図１０に示すように軸受部８にはボールベアリング８ａとメタルベアリング８ｂが設けられている。
Conventionally, a tricone bit is used as a rock bit for drilling a well.
As shown in FIG. 10, the tricone bit includes a bit body 4 having a journal portion 2, a cone portion 6 rotatable with respect to the bit body 4, a bearing portion 8 between the cone portion 6 and the journal portion 2, and a cone. A seal 10 is provided between the portion 6 and the journal portion 2 and seals the bearing portion 8. A number of cemented carbide chips 12 and 14 are embedded in the cone portion 6. The cemented carbide tip includes a cemented carbide tip 12 that contacts the bottom of the well and a gauge tip 14 that contacts the sidewall of the well. The cone portion 6 is formed with a gauge surface 16 in contact with the side wall of the well on the inner side of the gauge tip 14 (in the direction of the bit body 4 and the journal portion 2). The carbide surface (gauge surface tip) is also formed on the gauge surface 16. ) 18 is arranged. The carbide tip 18 disposed on the gauge surface 16 has super wear resistance, but is chipped and crushed without grinding the well wall. As shown in FIG. 10, the bearing portion 8 is provided with a ball bearing 8a and a metal bearing 8b.
特許文献１ではゲージチップ及びゲージサーフェイスチップの耐摩耗性強化のため、天然または人造ダイヤの超高圧手法での検討が示され、特許文献２ではゲージサーフェイスに多結晶ダイヤと超硬合金チップを配して耐摩耗性を強化している。特許文献１も特許文献２もチップが積極的に坑壁を削るようには設定していない。 Patent Document 1 shows the examination of natural or artificial diamond using an ultra-high pressure method to enhance the wear resistance of gauge chips and gauge surface chips. Patent Document 2 arranges a polycrystalline diamond and a cemented carbide chip on the gauge surface. And wear resistance is enhanced. Neither Patent Document 1 nor Patent Document 2 is set so that the tip actively cuts the well wall.
特許文献３には坑井の掘削径を一定にするためにゲージサーフェイスを維持する試みが開示されている。特許文献３においては、多結晶ダイヤ（ＰＤＣ、ＴＳＰ）、ＣＢＮなどを超硬合金と複雑に組み合わせて、かつチップ形状を整えて坑壁を切削する試みを示しているが、これらはゲージサーフェイスの耐摩耗性を目的とした強化策であり、応力、振動を抑制するためのものではなく、従って、軸受部８やシール１０を保護する目的のものではない。 Patent Document 3 discloses an attempt to maintain a gauge surface in order to keep the borehole diameter constant. Patent Document 3 shows an attempt to cut a well wall by complexly combining polycrystalline diamond (PDC, TSP), CBN, and the like with a cemented carbide and adjusting the shape of the chip. This is a strengthening measure aimed at wear resistance, and is not intended to suppress stress and vibration, and therefore is not intended to protect the bearing portion 8 and the seal 10.
シール１０に関しては、その構造に関する研究（特許文献４では２重シールについての強化策が提案されている。）と、シール材料の研究（例えば特許文献５ではＯリングの表面改質が提案されている。）に重点が置かれている。 Regarding the seal 10, research on the structure thereof (Patent Document 4 proposes a strengthening measure for double seals) and research on seal materials (for example, Patent Document 5 proposes surface modification of an O-ring). )).
坑井掘削用ロックビットの懸案の一つに、泥水がシール１０を通過して軸受部８に進入し、この泥水が研磨材になってシール１０、ベアリング８ａ、８ｂを摩滅させることがある。ベアリング８ａ、８ｂを摩滅すると、コーン部６の回転が歪み、超硬チップ１２、１４が岩石と滑りを生じて磨耗が促進する。さらには、ジャーナル部２からコーン部６が抜け落ちる重大な事故を引き起こすおそれがある。 One of the concerns of the well excavation rock bit is that muddy water passes through the seal 10 and enters the bearing portion 8, and this muddy water becomes an abrasive to wear the seal 10 and the bearings 8 a and 8 b. When the bearings 8a and 8b are worn out, the rotation of the cone portion 6 is distorted, and the carbide tips 12 and 14 are caused to slide with the rock, thereby promoting wear. Furthermore, there is a risk of causing a serious accident that the cone portion 6 falls out of the journal portion 2.
掘削中のビットに掛る坑井側壁からの圧力（図８のF）はコーン部６が抜け落ちる方向（水平方向）に働く。この坑壁からの圧力は全てベアリング８ａ、８ｂが受け止めている。ロックビットにおいては、ゲージサーフェイス１６の摩耗防止のためにゲージサーフェイス１６に超硬チップ（時にはPCDチップ）１８等を配置している。この超硬チップ１８等は１mmほど頭出し状態で圧入され、コーン部６の回転に伴い坑壁岩盤を砕き、押し潰している。無理やりに側壁を押し潰す事によってコーン部６は坑壁から極めて大きな圧力を受ける。これらの水平方向の圧力Fは全てベアリング８ａ、８ｂが受け止めるため、ベアリング８ａ、８ｂには急激に摩耗、疲労を引き起こされる。 The pressure (F in FIG. 8) applied to the bit during excavation acts in the direction (horizontal direction) in which the cone portion 6 falls off. Bearings 8a and 8b receive all the pressure from the well wall. In the rock bit, a carbide tip (sometimes a PCD tip) 18 or the like is disposed on the gauge surface 16 to prevent the gauge surface 16 from being worn. The cemented carbide tip 18 or the like is press-fitted with a head of about 1 mm, and the cone rock is crushed and crushed as the cone portion 6 rotates. By forcibly crushing the side wall, the cone portion 6 receives an extremely large pressure from the pit wall. Since all these horizontal pressures F are received by the bearings 8a and 8b, the bearings 8a and 8b are suddenly worn and fatigued.
また、ビットボディ４は長く伸びた先端部にジャーナル部２を形成してコーン部６を支える仕組みになっているが、見掛けほど頑丈ではなく、ビットボディ４の先端部には過大な力の集中があり、坑壁からの圧力でたわみを生じコーン部６の回転を歪ませて超硬チップ１４、１６の磨耗を促進する。まれにはビットボディ４の破損を引き起こす事例もある。 In addition, the bit body 4 has a mechanism that supports the cone portion 6 by forming the journal portion 2 at the long end portion, but it is not as strong as it looks, and excessive force is concentrated on the end portion of the bit body 4. There is a deflection caused by the pressure from the pit wall, and the rotation of the cone portion 6 is distorted to promote the wear of the carbide tips 14 and 16. In rare cases, the bit body 4 may be damaged.
コーン部６の回転に伴いゲージサーフェイス１６に埋め込まれた超硬チップ１８の凸部が坑壁を接線方向に叩き、岩盤にチッピングを起こして掘削するが、この時コーン部６は激しい振動を発生する。この振動の方向は水平であるため、シール１０への土砂噛み込みを助長している。これはシール１０の摩滅と、土砂の軸受部８への進入、そしてその土砂が研摩材となって軸受けおよびベアリングを摩滅させる。 As the cone part 6 rotates, the convex part of the cemented carbide chip 18 embedded in the gauge surface 16 hits the pit wall in the tangential direction to cause excavation by chipping the bedrock. At this time, the cone part 6 generates intense vibration. To do. Since the direction of the vibration is horizontal, the sand 10 is encouraged to bite into the seal 10. This wears the seal 10, the sand enters the bearing portion 8, and the earth and sand becomes an abrasive to wear the bearings and bearings.
本発明の主な目的は、坑壁からの面圧を低減、かつ振動発生を抑制することができるロックビットを提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a lock bit that can reduce the surface pressure from a well wall and suppress the occurrence of vibration.
第一の発明は、ジャーナル部２を有するビットボディ４と、このビットボディに対して回転可能なコーン部６と、コーン部とジャーナル部の間の軸受部８と、コーン部とジャーナル部の間に設けられ、軸受部を密封するためのシール１０とを備えるロックビットにおいて、前記コーン部は坑井の側壁と接触するゲージサーフェイス１６を有し、このゲージサーフェイスに、ダイヤモンド複合材料２０を設置した、ロックビットである。 The first invention includes a bit body 4 having a journal portion 2, a cone portion 6 rotatable with respect to the bit body, a bearing portion 8 between the cone portion and the journal portion, and between the cone portion and the journal portion. In the rock bit provided with the seal 10 for sealing the bearing portion, the cone portion has a gauge surface 16 that comes into contact with the side wall of the well, and the diamond composite material 20 is installed on the gauge surface. , The lock bit.
複合材料２０として、例えば特許文献７または８に開示されている複合耐摩耗部材を用いることができる。
ビットボディにダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。
ロックビットは更に坑井の側壁と接触するゲージチップを備え、該ゲージチップの一部にダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。
As the composite material 20, for example, a composite wear-resistant member disclosed in Patent Document 7 or 8 can be used.
A diamond composite material can be placed on the bit body, preferably wide and smooth.
The rock bit further comprises a gauge tip in contact with the side wall of the well, and a diamond composite material can be placed on a part of the gauge tip, preferably wide and smooth.
第２の発明は、ジャーナル部２を有するビットボディ４と、ビットボディに対して回転可能なコーン部６と、コーン部とジャーナル部の間の軸受部８と、コーン部とジャーナル部の間に設けられ、軸受部を密封するためのシール１０とを備えるトリコンビットと、このトリコンビットの外周に固定され、先端に坑井の側壁と接触するリングビット３２が設けられている円筒形のリング部３０と、を備える、ロックビットである。トリコンビットのコーン部６には坑井の側壁と接触するゲージチップ１４が設けられておらず、坑井の底部と接触する超硬チップ１２のみが設けられている。
リングビットにダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。
リングビットに超硬合金或いは鉄系金属などと積層した文献７，８記載のダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。
The second invention includes a bit body 4 having a journal portion 2, a cone portion 6 rotatable with respect to the bit body, a bearing portion 8 between the cone portion and the journal portion, and between the cone portion and the journal portion. A cylindrical ring portion provided with a tricone bit having a seal 10 for sealing the bearing portion, and a ring bit 32 fixed to the outer periphery of the tricone bit and in contact with the side wall of the well. 30 is a lock bit. The cone portion 6 of the tricone bit is not provided with the gauge tip 14 that comes into contact with the side wall of the well, but is provided with only the cemented carbide tip 12 that comes into contact with the bottom of the well.
A diamond composite material can be installed on the ring bit, preferably widely and smoothly installed.
The diamond composite material described in Documents 7 and 8 laminated with a cemented carbide or an iron-based metal on a ring bit can be installed, preferably widely and smoothly installed.
第一の発明によれば、ゲージサーフェイス１６のチップ２０に研削性を持たせ、積極的に坑壁を掘削してロックビットに掛かる応力を開放し、軸受部８の負担を軽減させ、さらに水平向の振動を抑制してシール１０への泥かみ込みの抑制を図ることができる。このように、ジャーナル部２とシール１０に優しいビットの製作は、今までに無い新たな試みである。 According to the first invention, the tip 20 of the gauge surface 16 is provided with grindability, the well wall is actively excavated to release the stress applied to the lock bit, the load on the bearing portion 8 is reduced, and the horizontal Direction vibration can be suppressed and mud biting into the seal 10 can be suppressed. Thus, the production of a bit that is friendly to the journal portion 2 and the seal 10 is a new attempt that has never been made.
ゲージサーフェイス１６部に広範囲に設置して凸部分を無くすると、コーン部６の回転時の水平振動が解消する。
その結果、シール１０への土砂の噛み込みが減少してシール１０の強化に繋がる。
If the gauge surface 16 is installed over a wide area and the convex portion is eliminated, horizontal vibration during rotation of the cone portion 6 is eliminated.
As a result, the entrapment of earth and sand into the seal 10 is reduced and the seal 10 is strengthened.
第２の発明によれば、掘削坑の外周部を円筒状のリング部３０のビット３２で研削して、残った中央部の円柱状岩石を通常のトリコンビットで掘削するとすれば、トリコンビットのゲージサーフェイスに坑壁からの圧力は掛からない。 According to the second invention, if the outer peripheral portion of the excavation pit is ground with the bit 32 of the cylindrical ring portion 30 and the remaining columnar rock is excavated with a normal tricone bit, No pressure from the pit wall is applied to the gauge surface.
ビット外周部は回転スピードが速く、リングビットの研削条件にマッチングするが、中央部は回転速度が遅いために、従来例によるトリコンビットで砕きながら掘削すると理想的である。また、円筒状のリング部３０は、掘削屑がシール１０への侵入することを防ぎ、さらに冷却効率が高まることで、地熱などの高温からシールを保護する。この場合トリコンビットは掘削径を維持する役目を必要とせず、（リングビットに役目を移管する）ゲージサーフェイス磨耗などの心配は不要である。 The outer peripheral part of the bit has a high rotational speed and matches the grinding condition of the ring bit. However, since the central part has a low rotational speed, it is ideal to excavate while crushing with the tricone bit according to the conventional example. Moreover, the cylindrical ring part 30 protects the seal from high temperatures such as geothermal heat by preventing excavation debris from entering the seal 10 and further increasing the cooling efficiency. In this case, the tricone bit does not need the role of maintaining the drilling diameter, and there is no need to worry about gauge surface wear (transferring the role to the ring bit).
さらにシールには平行方向の圧力と振動は掛からず、ビットコーン部は理想的な環境で回転できる。 Furthermore, the pressure and vibration in the parallel direction are not applied to the seal, and the bit cone portion can rotate in an ideal environment.
図１に基づいて本発明のロックビットの一実施例を説明する。ロックビットはジャーナル部２を有するビットボディ４と、ビットボディ４に対して回転可能なコーン部６と、コーン部６とジャーナル部２の間の軸受部８を有する。軸受部８はボールベアリング８ａとメタルベアリング８ｂを備える。ロックビットは更に、コーン部６とジャーナル部２の間に設けられ、軸受部８を密封するためのシール１０を備える。コーン部６には多数の超硬チップ１２、１４が埋め込まれている。この超硬チップは坑井の底部と接触する超硬チップ１２と、坑井の側壁と接触するゲージチップ１４を含む。 An embodiment of the lock bit of the present invention will be described with reference to FIG. The lock bit has a bit body 4 having a journal portion 2, a cone portion 6 that can rotate with respect to the bit body 4, and a bearing portion 8 between the cone portion 6 and the journal portion 2. The bearing portion 8 includes a ball bearing 8a and a metal bearing 8b. The lock bit is further provided with a seal 10 provided between the cone portion 6 and the journal portion 2 for sealing the bearing portion 8. A number of cemented carbide chips 12 and 14 are embedded in the cone portion 6. The cemented carbide tip includes a cemented carbide tip 12 that contacts the bottom of the well and a gauge tip 14 that contacts the sidewall of the well.
コーン部６は坑井の側壁と接触するゲージサーフェイス１６を有する。このゲージサーフェイス１６には超硬のゲージサーフェイスチップ１８が設けられている。このゲージサーフェイス１６に、ダイヤモンド複合材料２０が設置、好ましくは広く滑らかに設置されている。 The cone portion 6 has a gauge surface 16 that contacts the side wall of the well. The gauge surface 16 is provided with a carbide gauge surface chip 18. A diamond composite material 20 is installed on the gauge surface 16, preferably widely and smoothly.
図２〜５は、ゲージサーフェイス１６へダイヤモンド複合材料２０を設置する幾つかの例を示している。図２は、ゲージサーフェイス１６へ円形のダイヤモンド複合材料２０を設置した例、図３は、ゲージサーフェイス１６へ平行四辺形のダイヤモンド複合材料２０を設置した例、図４は、ゲージサーフェイス１６へ概略台形のダイヤモンド複合材料２０、２０を設置した例、図５は、ゲージサーフェイス１６へ概略三角形のダイヤモンド複合材料２０を設置した例である。 2-5 show several examples of installing the diamond composite material 20 on the gauge surface 16. 2 shows an example in which a circular diamond composite material 20 is installed on the gauge surface 16, FIG. 3 shows an example in which a parallelogram diamond composite material 20 is installed on the gauge surface 16, and FIG. 4 shows a schematic trapezoid on the gauge surface 16. FIG. 5 shows an example in which a generally triangular diamond composite material 20 is installed on the gauge surface 16.
図６はゲージサーフェイスに設置されている超硬チップ即ちゲージサーフェイスチップ１８に、ダイヤモンド複合材料２０を設置する幾つかの例を示している。図６は複数の線状のダイヤモンド複合材料２０をゲージサーフェイスチップ１８に設置した例、図７は円状のダイヤモンド複合材料２０をゲージサーフェイスチップ１８に設置した例、図８はゲージサーフェイスチップ１８の全面を覆うようにダイヤモンド複合材料２０を設置した例である。 FIG. 6 shows several examples in which the diamond composite material 20 is installed on a cemented carbide chip or gauge surface chip 18 installed on a gauge surface. 6 shows an example in which a plurality of linear diamond composite materials 20 are installed on the gauge surface chip 18, FIG. 7 shows an example in which a circular diamond composite material 20 is installed on the gauge surface chip 18, and FIG. In this example, the diamond composite material 20 is installed so as to cover the entire surface.
この複合材料２０として、例えば特許文献７或いは特許文献８に開示されている複合耐摩耗部材を用いることができる。この複合材料２０の厚さは例えば２〜３ｍｍである。
特許文献７に記載の複合耐摩耗部材は、ダイヤモンド粒とＷＣ粒からなる硬質粒子と、燐を含有する鉄族金属を結合材とし、燐の重量％がＷＣ粒と結合材の合計重量に対し０．０５％〜１．０％である。その製造方法は、ダイヤモンド粒とＷＣ粒からなる硬質粒子と、燐（Ｐ）を含有する鉄族金属を含む結合材の燐の割合を調整して焼結適正温度を９００℃〜１１００℃とする工程と、ホットプレス焼結または放電焼結をする工程を含む。
As this composite material 20, for example, a composite wear-resistant member disclosed in Patent Document 7 or Patent Document 8 can be used. The thickness of the composite material 20 is, for example, 2 to 3 mm.
The composite wear-resistant member described in Patent Document 7 uses a hard particle composed of diamond grains and WC grains and an iron group metal containing phosphorus as a binder, and the weight percent of phosphorus is based on the total weight of the WC grains and the binder. 0.05% to 1.0%. The manufacturing method adjusts the ratio of phosphorus in the binder containing the iron group metal containing diamond particles and WC grains and phosphorus (P), and sets the proper sintering temperature to 900 ° C. to 1100 ° C. And a step of performing hot press sintering or discharge sintering.
また、特許文献８に記載の複合体磨耗部材は、ダイヤモンド粒及びＷＣ粒からなる硬質粒子、と燐（Ｐ）を含有する鉄族金属の結合材と、分散して単独で存在する銅を含む材料の、燐の割合を調整して焼結適正温度を９００℃〜１０８０℃とする工程と、ホットプレス焼結または放電焼結をする工程により製造される。 Moreover, the composite wear member described in Patent Document 8 includes hard particles composed of diamond grains and WC grains, an iron group metal binder containing phosphorus (P), and copper that is dispersed and present alone. The material is manufactured by adjusting the ratio of phosphorus and adjusting the sintering proper temperature to 900 ° C. to 1080 ° C. and performing hot press sintering or discharge sintering.
或いは、特許文献８に記載の複合体磨耗部材は、ダイヤモンド粒及びＷＣ粒からなる硬質粒子と燐（Ｐ）を含有する鉄族金属の結合材とを有する基体層と、銅からなる層とを重ね合わせた後、ホットプレス焼結または放電焼結をする工程により製造される。
このようにして製造された特許文献８に記載の複合体磨耗部材は、銅が分散したビット用のダイヤモンド複合材料であり、このダイヤモンド複合材料を超硬合金、鉄系金属などと積層して用いることができる。
また、特許文献８に記載の複合体磨耗部材として、銅板または銅網とダイヤモンド複合材料が積層配置されたダイヤモンド複合材料もあり、本発明においては、このようなダイヤモンド複合材料を、超硬合金、鉄系金属などと積層して用いることができる。
Alternatively, the composite wear member described in Patent Document 8 includes a base layer having hard particles made of diamond grains and WC grains and an iron group metal binder containing phosphorus (P), and a layer made of copper. After the superposition, it is manufactured by a process of hot press sintering or electric discharge sintering.
The composite wear member described in Patent Document 8 manufactured as described above is a diamond composite material for bits in which copper is dispersed, and this diamond composite material is used by being laminated with a cemented carbide, an iron-based metal, or the like. be able to.
In addition, as a composite wear member described in Patent Document 8, there is also a diamond composite material in which a copper plate or a copper net and a diamond composite material are laminated, and in the present invention, such a diamond composite material is used as a cemented carbide, It can be used by being laminated with an iron-based metal or the like.
従来のロックビットに用いられている超硬チップ（ダイヤモンドチップ）１２、１４、１８は強力な摩耗性能を有するが、研削能力は無い。 Carbide tips (diamond tips) 12, 14, and 18 used in conventional rock bits have strong wear performance but do not have grinding ability.
本発明による、ダイヤモンド粒が分散したダイヤ複合チップ（ダイヤモンド複合材料）２０は優れた耐摩耗性能と共に研削能力にも優れた特徴がある。 The diamond composite chip (diamond composite material) 20 in which diamond grains are dispersed according to the present invention is characterized by excellent wear resistance and grinding ability.
ダイヤモンド粒（またはｃ‐ＢＮ）が分散したダイヤモンド複合材料をゲージサーフェイス１６に設置、好ましくは広く滑らかに設置することにより坑壁を研削して、ビットにかかる坑壁からの圧力を開放する事でベアリング８ａ、８ｂの負荷は激減する。 By installing a diamond composite material in which diamond grains (or c-BN) are dispersed on the gauge surface 16, preferably by wide and smooth installation, the well wall is ground to release the pressure from the well wall on the bit. The load on the bearings 8a and 8b is drastically reduced.
ビットボディ４の一部分にダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。特に、ダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。
なお、ゲージチップの一部にダイヤモンド複合材料を設置、好ましくは広く滑らかに設置することもできる。
A diamond composite material can be installed on a part of the bit body 4, preferably widely and smoothly. In particular, a diamond composite material can be installed, preferably widely and smoothly installed.
Note that the diamond composite material can be installed on a part of the gauge tip, preferably widely and smoothly.
次に図９に基づいて、本発明の他の実施例によるロックビットを説明する。このトリコンビットは実施例１のロックビットと同様にジャーナル部２を有するビットボディ４と、ビットボディ４に対して回転可能なコーン部６と、コーン部６とジャーナル部２の間の軸受部８を有する。軸受部８はボールベアリング８ａとメタルベアリング８ｂを備える。ロックビットは更に、コーン部６とジャーナル部２の間に設けられ、軸受部８を密封するためのシール１０を備える。 Next, a lock bit according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Similar to the lock bit of the first embodiment, the tricone bit includes a bit body 4 having a journal portion 2, a cone portion 6 rotatable with respect to the bit body 4, and a bearing portion 8 between the cone portion 6 and the journal portion 2. Have The bearing portion 8 includes a ball bearing 8a and a metal bearing 8b. The lock bit is further provided with a seal 10 provided between the cone portion 6 and the journal portion 2 for sealing the bearing portion 8.
実施例１のトリコンビットと異なり、ビッドボディ４の外周部にリング部３０が設けられている。このリング部３０の先端にはリングビット３２が設けられている。また、トリコンビットのコーン部６には坑井の側壁と接触するゲージチップ、ゲージサーフェイスチップが設けられておらず、坑井の底部と接触する超硬チップ１２のみが設けられている。 Unlike the tricone bit of the first embodiment, a ring portion 30 is provided on the outer peripheral portion of the bid body 4. A ring bit 32 is provided at the tip of the ring portion 30. Further, the cone portion 6 of the tricone bit is not provided with a gauge tip or a gauge surface tip that comes into contact with the side wall of the well, but is provided with only a cemented carbide tip 12 that comes into contact with the bottom of the well.
リングビット３２には、ダイヤモンド複合材料（図示せず）が設置、好ましくは広く滑らかに設置されている。
このダイヤモンド複合材料としては前述した製造方法で製造した特許文献７或いは特許文献８に記載のダイヤモンド複合材料を用いることができる。特に、特許文献８に記載のダイヤモンド複合材料を超硬合金、鉄系金属などと積層させてリングビット３２に設置、好ましくは広く滑らかに設置することができる。この複合材料の厚さはリングビット３２の厚さ（例えば１〜５ｃｍ）とほぼ同じにすることができる。
The ring bit 32 is provided with a diamond composite material (not shown), preferably widely and smoothly.
As this diamond composite material, the diamond composite material described in Patent Document 7 or Patent Document 8 manufactured by the above-described manufacturing method can be used. In particular, the diamond composite material described in Patent Document 8 can be laminated with cemented carbide, iron-based metal, etc., and installed on the ring bit 32, preferably widely and smoothly. The thickness of the composite material can be substantially the same as the thickness of the ring bit 32 (for example, 1 to 5 cm).
この実施例２のロックビットによれば、掘削坑の外周部を円筒状のリング部３０の先端のリングビット３２で研削して、残った中央部の円柱状岩石を通常のリング部３０の内側のトリコンビットで掘削するとすれば、トリコンビットのゲージサーフェイス１６に坑壁からの圧力は掛からない。 According to the rock bit of the second embodiment, the outer peripheral portion of the excavation pit is ground by the ring bit 32 at the tip of the cylindrical ring portion 30, and the remaining cylindrical rock in the center is inside the normal ring portion 30. When drilling with the tricone bit, no pressure from the pit wall is applied to the gauge surface 16 of the tricone bit.
ビット外周部は回転スピードが速く、リングビットの研削条件にマッチングするが、中央部は回転速度が遅いために、従来例によるトリコンビットで砕きながら掘削すると理想的である。また、円筒状のリング部３０は、掘削屑がシール１０への侵入することを防ぎ、さらに冷却効率が高まることで、地熱などの高温からシール１０を保護する。 The outer peripheral part of the bit has a high rotational speed and matches the grinding condition of the ring bit. However, since the central part has a low rotational speed, it is ideal to excavate while crushing with the tricone bit according to the conventional example. Moreover, the cylindrical ring part 30 protects the seal 10 from high temperatures such as geothermal heat by preventing excavation debris from entering the seal 10 and further increasing the cooling efficiency.
この事から、トリコンビットの外周部にリングビットを設置して、リングビット３２とトリコンビットを融合した形状も有効である。（以後：融合ビット）
この場合トリコンビットは掘削径を維持する役目を必要とせず、（リングビットに役目を移管する）ゲージサーフェイス磨耗などの心配は不要である。
さらにシール１０には平行方向の圧力と振動は掛からず、リング部３０は理想的な環境で回転できる。
For this reason, it is also effective to install a ring bit on the outer periphery of the tricon bit and fuse the ring bit 32 and the tricon bit. (Afterwards: Fusion bit)
In this case, the tricone bit does not need the role of maintaining the drilling diameter, and there is no need to worry about gauge surface wear (transferring the role to the ring bit).
Further, the pressure and vibration in the parallel direction are not applied to the seal 10, and the ring portion 30 can rotate in an ideal environment.
２ ジャーナル部
４ ビットボディ
６ コーン部
８ 軸受部
８ａ ボールベアリング
８ｂ メタルベアリング
１０ シール
１２、１４ 超硬チップ
１４ ゲージチップ
１６ ゲージサーフェイス
１８ ゲージサーフェイスチップ
２０ ダイヤモンド複合材料
３０ リング部
３２ リングビット
2 Journal portion 4 Bit body 6 Cone portion 8 Bearing portion 8a Ball bearing 8b Metal bearing 10 Seal 12, 14 Carbide tip 14 Gauge tip 16 Gauge surface 18 Gauge surface tip 20 Diamond composite material 30 Ring portion 32 Ring bit
Claims (9)
前記ビットボディに対して回転可能なコーン部と、
前記コーン部とジャーナル部の間の軸受部と、
前記コーン部とジャーナル部の間に設けられ、前記軸受部を密封するためのシールとを備えるロックビットにおいて、
前記コーン部は坑井の側壁と接触するゲージサーフェイスを有し、このゲージサーフェイスに、ダイヤモンド複合材料を設置した、ロックビット。 A bit body having a journal portion;
A cone portion rotatable with respect to the bit body;
A bearing portion between the cone portion and the journal portion;
In a lock bit provided between the cone part and the journal part and provided with a seal for sealing the bearing part,
The cone part has a gauge surface in contact with the side wall of the well, and a rock bit in which a diamond composite material is installed on the gauge surface.
前記ビットボディに対して回転可能なコーン部と、
前記コーン部とジャーナル部の間の軸受部と、
前記コーン部とジャーナル部の間に設けられ、前記軸受部を密封するためのシールとを備えるトリコンビットと、
前記トリコンビットの外周に固定され、先端に坑井の側壁と接触するリングビットが設けられている円筒形のリング部と、を備える、ロックビット。 A bit body having a journal portion;
A cone portion rotatable with respect to the bit body;
A bearing portion between the cone portion and the journal portion;
A tricone bit provided between the cone portion and the journal portion and provided with a seal for sealing the bearing portion;
A lock bit comprising: a cylindrical ring portion fixed to an outer periphery of the tricone bit and provided with a ring bit at a tip thereof which is in contact with a side wall of a well.
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