RU2237148C2 - Method and device for drilling wells - Google Patents
Method and device for drilling wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237148C2 RU2237148C2 RU99121060/03A RU99121060A RU2237148C2 RU 2237148 C2 RU2237148 C2 RU 2237148C2 RU 99121060/03 A RU99121060/03 A RU 99121060/03A RU 99121060 A RU99121060 A RU 99121060A RU 2237148 C2 RU2237148 C2 RU 2237148C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting tool
- rock
- elements
- rock cutting
- drilling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бурению горных пород и может быть использовано при эксплуатации шахт и карьеров для бурения взрывных скважин в породах мягких и средней крепости.The invention relates to rock drilling and can be used in the operation of mines and quarries for drilling blast holes in rocks of soft and medium strength.
Известен способ шарошечного бурения взрывных скважин, реализующий принцип разрушения забоя за счет вдавливания вооружения. С энергетической точки зрения такое воздействие на забой не является оптимальным.A known method of cone drilling of blast holes that implements the principle of destruction of the face due to the pressing of weapons. From an energy point of view, this impact on the face is not optimal.
Известен ударно-вращательный способ бурения взрывных скважин, который также реализует принцип разрушения забоя за счет динамического вдавливания лезвийной или штыревой коронки. Постоянное вращение бурового инструмента с приложением осевой нагрузки неблагоприятно отражается на износе его рабочей части.Known shock-rotational method of drilling blastholes, which also implements the principle of destruction of the face due to the dynamic indentation of a blade or pin crown. The constant rotation of the drilling tool with the application of axial load adversely affects the wear of its working part.
Известен ударно-поворотный способ бурения взрывных скважин, который аналогично ударно-вращательному способу реализует принцип разрушения забоя за счет динамического вдавливания вооружения буровой коронки, однако поворот ее происходит без приложения осевой нагрузки и снятия веса бурового отава, что оказывает положительное влияние на износ бурового инструмента [1].Known shock-rotary method of drilling blastholes, which, similarly to the rotational-shock method, implements the principle of destruction of the bottom due to the dynamic indentation of the armament of the drill bit, however, it rotates without applying axial load and removing the weight of the drill aftermath, which has a positive effect on the wear of the drilling tool [ 1].
Известен виброударник, включающий корпус, соединенный с бурильной колонной, породоразрушающий инструмент с резьбовым хвостовиком, на котором размещены основная и дополнительная гайки, взаимодействующие с корпусом через шлицевое соединение, а с хвостовиком - через резьбу, пружины и ударник [2]. В этом устройстве вращение бурильной колонны преобразуют в ударные импульсы, передаваемые на породоразрушающий инструмент. Однако получить высокие энергии удара, достаточные для эффективного бурения в этой конструкции, проблематично.Known vibration hammer, comprising a housing connected to the drill string, a rock cutting tool with a threaded shank, on which the main and additional nuts are placed, interacting with the housing through a splined connection, and with a shank through a thread, springs and hammer [2]. In this device, the rotation of the drill string is converted into shock pulses transmitted to the rock cutting tool. However, obtaining high impact energies sufficient for efficient drilling in this structure is problematic.
Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к заявляемым способу и устройству является погружной буровой вибратор, включающий жестко соединенный с буровым ставом корпус с кулачками, коническую обойму с роликами и породоразрушающий инструмент [1]. Данное устройство преобразует энергию вращения бурового става в осевое перемещение его и ударное взаимодействие с породоразрушающим инструментом. В формировании ударного импульса участвует вся масса бурового става и прилагаемое осевое усилие, следовательно, возможно получение высокой энергии удара, достаточной для эффективного разрушения пород.The closest in technical essence and the result to the claimed method and device is a submersible drilling vibrator, comprising a housing with cams rigidly connected to the drill stand, a conical holder with rollers and a rock cutting tool [1]. This device converts the rotational energy of the drill string into its axial movement and impact interaction with the rock cutting tool. The entire mass of the drill string and the applied axial force are involved in the formation of the shock pulse, therefore, it is possible to obtain high impact energy sufficient for the effective destruction of rocks.
Однако имеется возможность более эффективного использования подводимой для вращения бурового става мощности для разрушения породы менее энергоемким чем вдавливание процессом, а именно скалыванием или резанием.However, it is possible to more efficiently use the power supplied to rotate the drill head to destroy the rock less energy intensive than indentation by a process, namely chipping or cutting.
Таким образом, задачу, решаемую изобретением, можно сформулировать как повышение эффективности разрушения породы на забое скважины.Thus, the problem solved by the invention can be formulated as increasing the efficiency of rock destruction at the bottom of the well.
Технический результат, получаемый при использовании изобретения, состоит в том, что определенную часть разрушения породы на забое осуществляют наиболее экономичным с точки зрения энергетики процессом, резанием или скалыванием.The technical result obtained by using the invention is that a certain part of the destruction of the rock at the bottom is carried out by the most economical process from the point of view of energy, cutting or chipping.
Указанный технический результат получают за счет того, что в известном способе бурения скважин, включающем вращение бурового става установленным на поверхности приводом, периодический подъем става и его ударное взаимодействие через породоразрушающий инструмент с забоем скважины, в процессе подъема бурового става элементы породоразрушающего инструмента совершают радиальное перемещение по забою скважины с разрушением породы скалыванием.The specified technical result is obtained due to the fact that in the known method of drilling wells, including the rotation of the drill stand mounted on the surface of the drive, the periodic rise of the stand and its impact interaction through the rock cutting tool with the bottom of the well, in the process of lifting the drill string, the elements of the rock cutting tool radially move along the bottom of the well with the destruction of the rock chipping.
Указанный технический результат получают также за счет того, что в известном устройстве для бурения скважин, содержащем жестко соединенный с буровым ставом корпус и породоразрушающий инструмент, породоразрушающий инструмент выполнен в виде нескольких имеющих рабочую часть и хвостовик элементов, установленных в корпусе с возможностью качания в радиальном направлении посредством размещения хвостовиков элементов породоразрушающего инструмента в профильных парах корпуса.The specified technical result is also obtained due to the fact that in the known device for drilling wells containing a housing rigidly connected to the drill stand and a rock cutting tool, the rock cutting tool is made in the form of several elements having a working part and a shank installed in the housing with the possibility of swinging in the radial direction by placing the shanks of the elements of the rock cutting tool in the profile pairs of the body.
Заявляемый способ характеризуется следующей совокупностью рабочих операций:The inventive method is characterized by the following set of working operations:
- вращение бурового става установленным на поверхности приводом;- rotation of the drill stand mounted on the surface of the drive;
- периодический подъем бурового става с одновременным радиальным перемещением породоразрушающих элементов по забою скважины с разрушением его скалыванием;- periodic lifting of the drill string with the simultaneous radial movement of rock cutting elements along the bottom of the well with its destruction by chipping;
- ударное взаимодействие породоразрушающих элементов с забоем скважины под действием массы всего бурового става и накопленной в нем упругой энергии.- shock interaction of rock cutting elements with the bottom of the well under the action of the mass of the entire drill string and the elastic energy accumulated in it.
Заявляемый способ не представляется возможным осуществить с использованием известных буровых устройств и инструментов, поэтому предлагается новое устройство, реализующее заявляемый способ.The inventive method is not possible to implement using known drilling devices and tools, therefore, a new device is proposed that implements the inventive method.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства в статическом положении на забое скважины; на фиг.2 - то же в положении максимального подъема бурового става; на фиг.3 - сечение по А-А фиг.1; на фиг.4 - сечение по В-В фиг.2; на фиг.5 - сечение по Г-Г фиг.1.The device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic diagram of a device in a static position on the bottom of the well; figure 2 - the same in the position of the maximum lift of the drill stand; figure 3 is a section along aa of figure 1; figure 4 is a section along bb In figure 2; figure 5 is a section along G-D of figure 1.
Устройство для бурения скважин содержит корпус 1, установленный с возможностью вращения в трубчатой направляющей, имеющей верхнюю 2 и нижнюю 3 части. Верхняя часть 4 корпуса снабжена резьбой для соединения с буровым ставом (на чертеже не показан), а в нижней части 5 корпуса 1 выполнено углубление 6, имеющее продольные боковые стенки 7. Нижняя 3 и верхняя 2 части направляющей соединены между собой с помощью резьбового соединения. Породоразрушающий инструмент устройства выполнен в виде нескольких элементов 8, имеющих рабочую часть 9 и хвостовик 10. Элементы 8 снабжены полуцилиндрической опорой 11, сопряженной с аналогичной впадиной 12, выполненной в хвостовике 10. Элементы 8 установлены в радиальных пазах 14 крышки 13 нижней части 3 направляющей с возможностью качания относительно осей 15 и зафиксированы от выпадения из нее при нерабочем положении стопорами 16. Хвостовики 10 элементов 8 породоразрушающего инструмента установлены в углублении 6 нижней части 5 корпуса 1 и находятся в постоянном контакте о профильными боковыми стенками 7 углубления 6. В крышке 13 выполнено отверстие 17 для центральной продувки разрушаемого забоя скважины. В корпусе 1 выполнен центральный канал 18 для прохода сжатого воздуха.A device for drilling wells includes a
Заявляемое устройство работает следующим образом. При приложении осевой нагрузки на буровой став и его вращении рабочая часть 9 элементов 8 породоразрушающего инструмента врезается в забой скважины, при этом верхняя 2 и нижняя 3 части трубчатой направляющей стопорятся, а корпус 1 продолжает вращаться. Так как хвостовики 10 элементов 8 находятся в постоянном контакте с профильными боковыми стенками 7 углубления 6, при вращении корпуса 1 происходит радиальное перемещение хвостовиков 10, а следовательно, элементы 8 породоразрушающего инструмента и их рабочие части 9 также совершают радиальное перемещение в противоположную сторону, вращаясь вокруг оси 15. Если породы относительно мягкие, зубья рабочей части 9 внедряются в породу и совершают ее скалывание. В этом случае подъем бурового става минимален, либо отсутствует полностью, а ударного взаимодействия не происходит. В случае бурения относительно прочных пород, когда не происходит скалывание породы рабочей частью инструмента, поворот элементов 8 сопровождается подъемом устройства и бурового става. При подходе хвостовиков 10 к резкому изменению профиля боковой стенки 7 элементы 8 мгновенно возвращаются в исходное положение, сопротивление вращению трубчатой направляющей снимается, происходят поворот элементов 8 устройства на некоторый угол, скалывание породы и последующее ударное взаимодействие породоразрушающего инструмента под действием массы бурового става и его упругих сил. Энергия ударного взаимодействия сопровождается внедрением рабочей части 9 элементов 8, скалыванием породы и последующим стопорением трубчатой направляющей. Далее цикл повторяется.The inventive device operates as follows. When an axial load is applied to the drill stand and its rotation, the working
Источники информацииSources of information
1. Авт. свид. СССР № 235671, Е 21 С 3/28, опубл. 24.01.69, заявл. 12.06.67.1. Auth. testimonial. USSR No. 235671, E 21 C 3/28, publ. 01/24/1969, stated. 06/12/67.
2. Авт. свид. СССР № 378617, Е 21 В 5/00, заявл. 21.07.71. опубл. 18.04.73.2. Auth. testimonial. USSR No. 378617, E 21 B 5/00, decl. 07/21/71. publ. 04/18/73.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99121060/03A RU2237148C2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Method and device for drilling wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99121060/03A RU2237148C2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Method and device for drilling wells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99121060A RU99121060A (en) | 2001-07-20 |
RU2237148C2 true RU2237148C2 (en) | 2004-09-27 |
Family
ID=33432570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99121060/03A RU2237148C2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Method and device for drilling wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237148C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486328C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-06-27 | Николай Митрофанович Панин | Crown bit |
RU2607058C2 (en) * | 2011-12-22 | 2017-01-10 | Хильти Акциенгезелльшафт | Drill bit with exchangeable cutting portion |
RU2630396C2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-09-07 | Хильти Акциенгезельшафт | Boring crown with replaceable cutting unit |
RU2631566C2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-09-25 | Хильти Акциенгезельшафт | Boring crown with replaceable cutting unit |
US10065252B2 (en) | 2013-12-20 | 2018-09-04 | Hilti Aktiengesellschaft | Drill bit with a replaceable cutting portion |
RU2675614C1 (en) * | 2018-03-06 | 2018-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method of percussion drilling |
-
1999
- 1999-10-06 RU RU99121060/03A patent/RU2237148C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607058C2 (en) * | 2011-12-22 | 2017-01-10 | Хильти Акциенгезелльшафт | Drill bit with exchangeable cutting portion |
RU2609886C2 (en) * | 2011-12-22 | 2017-02-06 | Хильти Акциенгезельшафт | Drilling crown with replaceable cutting section |
US9687916B2 (en) | 2011-12-22 | 2017-06-27 | Hilti Aktiengesellschaft | Drill bit with an exchangeable cutting portion |
RU2486328C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-06-27 | Николай Митрофанович Панин | Crown bit |
RU2630396C2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-09-07 | Хильти Акциенгезельшафт | Boring crown with replaceable cutting unit |
RU2631566C2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-09-25 | Хильти Акциенгезельшафт | Boring crown with replaceable cutting unit |
RU2630396C9 (en) * | 2012-12-21 | 2018-03-06 | Хильти Акциенгезельшафт | Boring crown with replaceable cutting unit |
US10201858B2 (en) | 2012-12-21 | 2019-02-12 | Hilti Aktiengesellschaft | Drill bit with an exchangeable cutting portion |
US10201860B2 (en) | 2012-12-21 | 2019-02-12 | Hilti Aktiengesellschaft | Drill bit with an exchangeable cutting portion |
US10717137B2 (en) | 2012-12-21 | 2020-07-21 | Hilti Aktiengesellschaft | Drill bit with an exchangeable cutting portion |
US10065252B2 (en) | 2013-12-20 | 2018-09-04 | Hilti Aktiengesellschaft | Drill bit with a replaceable cutting portion |
RU2675614C1 (en) * | 2018-03-06 | 2018-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method of percussion drilling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2301317C2 (en) | Method and device for geological bed drilling | |
US3788409A (en) | Percussion bits | |
US3536150A (en) | Rotary-percussion drill bit | |
NO333751B1 (en) | Drill bit | |
CA2463603A1 (en) | Method and arrangement of controlling of percussive drilling based on the stress level determined from the measured feed rate | |
RU2237148C2 (en) | Method and device for drilling wells | |
RU2231615C2 (en) | Crown bit | |
RU2280144C1 (en) | Crown drilling bit | |
US3738435A (en) | Vibrating percussion bit | |
RU99121060A (en) | METHOD FOR DRILLING WELLS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2009303C1 (en) | Method for percussion-rotary drilling of wells and device for its realization | |
RU2026482C1 (en) | Drilling device | |
SU1008403A1 (en) | Bottom tool for rotary percussion drilling of wells | |
RU2167992C1 (en) | Rocking single-cone drill bit | |
RU2682824C1 (en) | Drill bit for percussion-rotary drilling | |
SU1682554A1 (en) | Rock distribution device | |
JPH04500101A (en) | Impact - Rotary drilling tool | |
RU2270319C1 (en) | Rotary-percussion bore bit | |
SU817248A1 (en) | Device for drilling non-circular blast holes | |
SU1740610A1 (en) | Crown bit | |
SU1670083A1 (en) | Single-disk drilling bit | |
RU2209913C1 (en) | Process crushing rocks by impact momenta and gear for its realization | |
RU2190744C2 (en) | Crown bit | |
SU848563A1 (en) | Drilling tip | |
SU1439231A1 (en) | Drilling method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061007 |