RU2112858C1 - Roller reamer - Google Patents
Roller reamer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112858C1 RU2112858C1 RU96122215A RU96122215A RU2112858C1 RU 2112858 C1 RU2112858 C1 RU 2112858C1 RU 96122215 A RU96122215 A RU 96122215A RU 96122215 A RU96122215 A RU 96122215A RU 2112858 C1 RU2112858 C1 RU 2112858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- teeth
- rim
- cones
- calibrating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к расширителям шарошечного типа. The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to cone type expanders.
Известен шарошечный расширитель, включающий полый корпус с резьбовыми концами и продольными пазами, в которых на съемных осях закреплены многовенцовые шарошки (см. авт. св. СССР N 827746, кл. E 21 B 10/28, 1979). Known cone extender, comprising a hollow body with threaded ends and longitudinal grooves in which multi-crown cones are fixed on removable axes (see ed. St. USSR N 827746, class E 21 B 10/28, 1979).
Недостатком данного долота является низкая эффективность, связанная с образованием "рейки" на боковых стенках скважины, что ухудшает ее качество и повышает затраты времени на спуско-подъемные операции. The disadvantage of this bit is the low efficiency associated with the formation of a "rail" on the side walls of the well, which degrades its quality and increases the time required for tripping.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является шарошечный расширитель, содержащий полый корпус с присоединительными резьбами на концах и продольными пазами на наружной поверхности, в которых на съемных осях, закрепленных параллельно продольной оси корпуса, установлены сменные шарошки с породоразрушающими и калибрующими венцами (см. патент США N 2093603, кл. 175-347, опублик. 1937). The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a roller expander containing a hollow body with connecting threads at the ends and longitudinal grooves on the outer surface, in which removable cones with rock-cutting and calibrating crowns are installed on removable axes mounted parallel to the longitudinal axis of the body ( see U.S. Patent No. 2,093,603, CL 175-347, published 1937).
В данном расширителе зубья на венцах расположены под углом к продольной оси шарошки, причем на соседних венцах каждой шарошки наклон зубьев имеет разное направление. Это обеспечивает бурение скважин с получением более гладких стенок, т.е. более эффективное разрушение "рейки". In this expander, the teeth on the crowns are located at an angle to the longitudinal axis of the cone, and on the adjacent crowns of each cone, the inclination of the teeth has a different direction. This ensures the drilling of wells with obtaining smoother walls, i.e. more effective destruction of "reiki".
Однако и данный расширитель имеет ряд недостатков, к которым, в первую очередь, следует отнести невысокие показатели по проходке и механической скорости бурения. Это связано с тем, что примененная схема поражения забоя скважины, калибровки ее стенок и очистки от шлама является неоптимальной. Ее недостатки особо проявляются при разбуривании мягких и средней твердости пород, по которым, в основном, и осуществляется расширение стволов скважин. However, this extender also has a number of drawbacks, which, first of all, include low indicators of penetration and mechanical drilling speed. This is due to the fact that the applied scheme for hitting the bottom of a well, calibrating its walls and cleaning it from sludge is not optimal. Its shortcomings are especially evident when drilling soft and medium hard rocks, which, in essence, is the expansion of wellbores.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы расширителя за счет обеспечения оптимальных условий для разрушения породы и ее удаления на поверхность. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the expander by providing optimal conditions for the destruction of the rock and its removal to the surface.
Поставленный технический результат достигается тем, что в шарошечном расширителе, содержащем полый корпус с присоединительными резьбами на концах и продольными пазами на наружной поверхности, в которых на съемных осях, закрепленных параллельно продольной оси корпуса, установлены сменные шарошки с породоразрушающими и калибрующими венцами, согласно изобретению породоразрушающий венец каждой из шарошек выполнен с большим количеством зубьев по сравнению со смежным калибрующим венцом, при этом продольная плоскость симметрии каждого из зубьев калибрующего венца совмещена с осью вращения шарошки, а продольная плоскость симметрии каждого из зубьев породоразрушающего венца смещена относительно оси вращения шарошки в направлении вращения корпуса расширителя. The technical result is achieved by the fact that in the roller expander containing a hollow body with connecting threads at the ends and longitudinal grooves on the outer surface, in which removable cones with rock cutting and calibrating crowns are installed on removable axes mounted parallel to the longitudinal axis of the housing, according to the invention, rock cutting the crown of each of the cones is made with a large number of teeth compared to the adjacent calibrating crown, while the longitudinal plane of symmetry of each of the teeth of the calibrating crown is aligned with the axis of rotation of the cone, and the longitudinal plane of symmetry of each of the teeth of the rock cutting crown is shifted relative to the axis of rotation of the cone in the direction of rotation of the expander body.
Достижению указанного результата способствует также и то, что:
- количество зубьев на породоразрушающем и смежном калибрующем венцах шарошки соотносятся между собой как простые числа;
- расширитель снабжен жестко закрепленными в продольных пазах корпуса вкладышами с отверстиями под оси шарошек, причем поверхности вкладышей, обращенные к стенке скважины, армированы износостойкими вставками;
- корпус расширителя выполнен с наклонными промывочными каналами, направленными между шарошками в сторону разрушаемого при бурении кольцевого уступа скважины и оснащенными сменными гидромониторными узлами.The achievement of this result also contributes to the fact that:
- the number of teeth on the rock cutting and adjacent calibrating crowns of the cone are correlated with each other as prime numbers;
- the expander is equipped with liners rigidly fixed in the longitudinal grooves of the body with openings under the axis of the cones, and the surfaces of the liners facing the well wall are reinforced with wear-resistant inserts;
- the casing of the expander is made with inclined flushing channels directed between the cones in the direction of the annular ledge of the well that is destroyed during drilling and equipped with replaceable hydromonitor units.
На фиг. 1 изображается общий вид расширителя в продольном разрезе; на фиг. 2, 3 и 4 соответственно сечения А-А, Б-Б и В-В на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of the expander in longitudinal section; in FIG. 2, 3 and 4, respectively, section AA, BB and BB in FIG. one.
Шарошечный расширитель включает корпус 1 шарошки 2 с осями 3 и вкладыши 4. The cone extender includes a
Корпус 1 выполнен с осевым каналом 5, присоединительными резьбами 6 на верхнем и нижнем концах, продольными пазами 7 на наружной поверхности для размещения шарошек 2 и расположенными между ними наклонными промывочными каналами 8, направленными в сторону образуемого расширителем кольцевого уступа и оснащенными сменными гидромониторными узлами, размещенными в патрубках 9, приваренных к корпусу 1 расширителя. The
Шарошки 2 крепятся на осях 3 посредством пальцев 10, устанавливаемых в радиальных каналах 11 шарошек и совмещенных с ними кольцевых проточках 12 осей 3. Шарошки 2 совместно с осями 3 разъемно соединены с вкладышами 4 посредством гаек 13 с контрящими шайбами 14, а сами вкладыши 4 соединены с корпусом 1 жестко. Это позволяет осуществлять передачу осевой нагрузки от шарошек непосредственно на корпус 1 расширителя. The
Каждая шарошка 2 на своей боковой цилиндрической поверхности имеет один породоразрушающий венец 15, расположенный со стороны забоя и осуществляющий непосредственно разрушение кольцевого уступа, т.е. расширение скважины, а также по крайней мере один калибрующий венец 16, участвующий только в калибровке стенок скважины. Породоразрушающий венец 15 шарошки 2 выполнен с большим количеством зубьев, чем венец 16, причем количество зубьев на венцах 15 и 16 соотносится между собой как простые числа. Так, например, при количестве зубьев на венце 16, равном 13, на венце 15 должно быть 17 или 19 зубьев. Это обеспечивает эффективное разрушение венцом 16 "рейки", которая формируется породоразрушающими венцами 15, имеющими на всех шарошках одинаковое количество зубьев. Причем с целью повышения эффективности разрушения породы, продольная плоскость симметрии 17 зубьев породоразрушающего венца 15 расположена с параллельным смещением относительно продольной оси 18 шарошки в сторону вращения корпуса 1, а у калибрующего венца 16 продольная плоскость 19 симметрии зубьев совмещена с продольной осью шарошки. Такое выполнение венцов 15 и 16, с одной стороны, позволяет снизить энергоемкость процесса разрушения породы, а с другой стороны, упростить по сравнению с прототипом конструкцию и технологию изготовления шарошек, а следовательно, и всего расширителя. Each
Вкладыш 4 выполнен с двумя жестко соединенными с ним боковыми пластинами 20, посредством которых он крепится в пазах 7 корпуса 1, например, сваркой. Сам вкладыш 4 со стороны стенок скважины армирован износостойкими вставками 21, обеспечивающими дополнительную калибровку стенок скважины. The liner 4 is made with two
Ось 3 шарошки 2 в средней части выполнена с буртом 22, а в верхней части - с резьбой под гайку 13. Бурт 22 служит для восприятия нагрузки, передаваемой от шарошки 2, и защиты ее опоры от шлама, а гайка 13 с контрящей шайбой 14 - для фиксации оси 3 относительно корпуса 1. The
Сменный гидромониторный узел включает насадку 23, уплотнительное кольцо 24 и стопор 25 для фиксации насадки 23. Выходная часть промывочного узла располагается выше нижнего торца шарошек 2. При этом каналы 8 выполнены под углом, обеспечивающим направление промывочной жидкости в сторону периферийной части забоя на кольцевой уступ, образованный стенкой скважины и поверхностью забоя. The replaceable hydraulic monitor assembly includes a nozzle 23, an o-ring 24 and a stopper 25 for fixing the nozzle 23. The outlet of the washing unit is located above the lower end of the
Данный расширитель может быть использован как совместно с пилот-долотом 26, так и самостоятельно непосредственно для расширения уже пробуренной скважины. В последнем случае к нижнему концу расширителя присоединяется пилотный направляющий наконечник (не показан). Монтаж расширителя осуществляется в следующей последовательности. Вначале отдельно на осях 3 устанавливаются шарошки 2 посредством пальцев 10. После этого оси 3 с шарошками 2 с помощью гаек 13 фиксируются во вкладышах 4. После сборки гидромониторных узлов в патрубке 9 и присоединения к корпусу 1 пилотного наконечника или долота 26 расширитель готов к работе. This reamer can be used both in conjunction with the pilot bit 26, and independently directly to expand an already drilled well. In the latter case, a pilot guide tip (not shown) is attached to the lower end of the expander. Installation of the expander is carried out in the following sequence. First, the
Принцип работы расширителя заключается в следующем. При вращении бурильной колонны, на которой спускается в скважину расширитель, шарошки 2 под действием осевой нагрузки и крутящего момента производят расширение скважины. При этом нижняя часть "рейки", образуемая породоразрушающими венцами 15, обеспечивает заданную кинематику вращения шарошек, а верхняя часть "рейки" ликвидируется калибрующими венцами шарошек и твердосплавным вооружением вкладышей 4, обеспечивая тем самым качественный ствол скважины. Породоразрушающий венец 15 каждой шарошки 2 благодаря выполнению его зубьев с плоскостями симметрии 17, расположенными с параллельным смещением относительно продольной оси 18 шарошки 2, осуществляет эффективное разрушение кольцевого уступа с обеспечением складывающего воздействия на породу вследствие их проскальзывания по обрабатываемой поверхности. Одновременно с этим калибрующий венец 16 входит в контакт со стенкой расширенной части ствола скважины и калибрует ее, разрушая "рейку", которая образуется на стенке скважины вследствие одинакового количества зубьев на всех породоразрушающих венцах 16. Эффективность разрушения "рейки" достигается также благодаря разному количеству зубьев на венцах 15 и 16 и выбору соотношения между ними как между простыми числами. Окончательную калибровку стенок скважины осуществляют износостойкие элементы 21 вкладышей 4, разрушающие породу фрезерованием. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой через промывочные каналы 8 и одновременно служащей для охлаждения зубьев шарошек 2. The principle of operation of the expander is as follows. When the drill string is rotated, on which the reamer descends into the well,
Такое выполнение расширителя позволяет увеличить эффективность его работы, а именно проходку и механическую скорость, благодаря снижению энергоемкости процесса разрушения породы. This embodiment of the expander allows you to increase the efficiency of its work, namely, sinking and mechanical speed, due to a decrease in the energy intensity of the process of rock destruction.
В случае необходимости шарошки расширителя и промывочные узлы могут быть заменены непосредственно на буровой, что также позволяет повысить эффективность их использования и снизить стоимость буровых работ. If necessary, the cones of the expander and flushing units can be replaced directly with the drill, which also allows to increase the efficiency of their use and reduce the cost of drilling operations.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96122215A RU2112858C1 (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Roller reamer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96122215A RU2112858C1 (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Roller reamer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2112858C1 true RU2112858C1 (en) | 1998-06-10 |
RU96122215A RU96122215A (en) | 1999-02-20 |
Family
ID=20187419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96122215A RU2112858C1 (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Roller reamer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2112858C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548274C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Demountable roller cutter drilling tool |
RU2549336C1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Demountable drilling bit |
CN104763342A (en) * | 2015-03-05 | 2015-07-08 | 成都理工大学 | Multistage reamer for non-excavation pipeline laying and pull-back reaming assembly |
-
1996
- 1996-11-22 RU RU96122215A patent/RU2112858C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548274C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Demountable roller cutter drilling tool |
RU2549336C1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Demountable drilling bit |
CN104763342A (en) * | 2015-03-05 | 2015-07-08 | 成都理工大学 | Multistage reamer for non-excavation pipeline laying and pull-back reaming assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2068068C1 (en) | Well reamer | |
NO810521L (en) | MOUNTAIN DRILL FOR DRILLING DEEP HOLES. | |
CA1202955A (en) | Drill bit for jet assisted rotary drilling | |
US6170576B1 (en) | Mills for wellbore operations | |
US4381825A (en) | Drill bit nozzle | |
US4494618A (en) | Drill bit with self cleaning nozzle | |
US4724913A (en) | Drill bit and improved cutting element | |
US4442909A (en) | Drill bit | |
US2244537A (en) | Well drilling bit | |
RU2360096C1 (en) | Cone bit for boring horizontal boreholes | |
US4878547A (en) | Rock drilling apparatus | |
US6719073B2 (en) | Single-cone rock bit having cutting structure adapted to improve hole cleaning, and to reduce tracking and bit balling | |
RU2112858C1 (en) | Roller reamer | |
US2009742A (en) | Face bit | |
US20020011356A1 (en) | Drilling equipment and method | |
RU2231615C2 (en) | Crown bit | |
EP0176180B1 (en) | Hole opener | |
CN112196470A (en) | Rock drilling method and device by impacting and cutting | |
CN111720060A (en) | Impact cutting composite two-stage drill bit | |
CN218669222U (en) | Micro reaming tool while drilling | |
RU2179619C2 (en) | Drill bit | |
SU1684464A1 (en) | Drilling bit | |
RU2822151C1 (en) | Pilot borehole rolling cutter reamer | |
US3605925A (en) | Non rifling drill bit | |
RU198123U1 (en) | VANE EXPANDER WITH FRONT CENTER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071121 |