RU2517571C1 - Drill bit - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: drill bit comprises hollow body with connection thread and vanes reinforced with rock-crushing elements and flushing system including pressure and dual flushing channels. Some of said channels, the offtake channels, are equipped with nozzle and communicated with the body chamber while other channels are connected with central chamber on the body outer surface. Said offtake channels are equipped with sleeves of rectangular flow section. Note here that every said sleeve is furnished with bimetal plate. Said plate is rigidly connected with sleeve case to shut off flushing channel flow section at the body temperature increase.

EFFECT: higher efficiency of drill bit operation owing to improved flushing.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением.The invention relates to the field of rock cutting tools, namely to drill bits, mainly with diamond weapons.

Известно буровое долото, содержащее полый корпус с напорными каналами и центральной выемкой, соединенной посредством радиальных каналов и отводного отверстия соответственно с напорными каналами и затрубным пространством, и армированные породоразрушающими элементами лопасти (см. авт. св. СССР №791905, кл. Е21В 10/46, 1980 г.).A drill bit is known that contains a hollow body with pressure channels and a central recess connected by means of radial channels and an outlet hole respectively to pressure channels and the annulus, and the blades reinforced by rock cutting elements (see ed. St. USSR No. 791905, class E21B 10 / 46, 1980).

Недостатком этого долота является малая механическая скорость бурения, связанная с низкой эффективностью очистки забоя от шлама из-за образования на забое скважины застойных зон и повторного измельчения шлама породоразрушающими элементами.The disadvantage of this bit is the low mechanical drilling speed associated with the low efficiency of cleaning the bottom of the sludge due to the formation of stagnant zones on the bottom of the well and re-grinding of the sludge by rock-cutting elements.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, один из которых оснащен соплом и сообщен с полостью корпуса, а другой - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса (см. авт. св. СССР №1134690, кл. Е21В 10/60, 1985 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit, comprising a housing with connecting thread and blades reinforced with rock cutting elements, and a flushing system containing pressure and dual treatment channels, one of which is equipped with a nozzle and communicated with the body cavity, and the other - with a central chamber on the outer surface of the casing (see ed. St. USSR No. 1134690, class E21B 10/60, 1985).

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы и вероятность прижога долота, особенно при оснащении его природными или искусственными алмазами.The disadvantages of this bit include the relatively high energy intensity of the process of rock destruction and the likelihood of burning the bit, especially when equipped with natural or artificial diamonds.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем снижения энергоемкости процесса разрушения породы и исключения вероятности прижога долота.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the crown by reducing the energy intensity of the process of destruction of the rock and eliminating the likelihood of burning the bit.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающим корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, один из которых оснащен соплом и сообщен с полостью корпуса, а другой - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса, согласно изобретению отводные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая втулка снабжена биметаллической пластиной, которая жестко соединена с корпусом втулки и при повышении температуры корпуса перекрывает проходное сечение очистного канала.The specified technical result is achieved by the fact that in the drill bit, comprising a housing with connecting thread and blades reinforced with rock cutting elements, and a flushing system containing pressure and double treatment channels, one of which is equipped with a nozzle and communicated with the body cavity, and the other with the central the camera on the outer surface of the housing, according to the invention, the outlet channels are equipped with bushings with a rectangular bore, each sleeve is equipped with a bimetal plate, which is rigid connected to the sleeve casing and with an increase in body temperature overlaps wiping orifice channel.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что втулки с биметаллическими пластинами размещены в отводных каналах разъемно.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the bushings with bimetallic plates are placed in the outlet channels detachably.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид долота в продольном разрезе, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the bit in longitudinal section, in Fig.2 - section aa in Fig.1.

Предложенное буровое долото содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и лопастями 3, армированными породоразрушающими элементами 4, и очистную систему, содержащую напорные 5 и сдвоенные очистные каналы 6 и 7. Очистные каналы 6 и 7 соединены между собой посредством камеры 8, расположенной непосредственно над выходным торцом эжекционного сопла 9. В качестве породоразрушающих элементов 4 могут использоваться как природные, так и искусственные алмазы. Каждый очистной канал 7, соединяющий полость 10 корпуса 1 с затрубным пространством, оснащен съемной втулкой 11 с прямоугольным проходным каналом, в каждом из которых размещена биметаллическая пластина 12, оба конца которой жестко соединены с корпусом втулки 11. При повышении температуры корпуса 1 долота биметаллическая пластина 12 максимально перекрывает проходное сечение очистного канала 7. Это достигается благодаря тому, что один из элементов биметаллической пластины 12 при нагреве корпуса 1 удлиняется на большую величину по сравнению с другой. По этой причине биметаллическая пластина 12 изгибается и прижимается к стенкам втулки 11, которая благодаря своей прямоугольной форме проходного сечения втулки 11 обеспечивает почти полное перекрытие проходного сечения очистного канала 7 и подачу всего объема промывочной жидкости через напорные каналы 5.The proposed drill bit contains a housing 1 with a connecting thread 2 and blades 3, reinforced with rock cutting elements 4, and a treatment system containing pressure 5 and dual treatment channels 6 and 7. Treatment channels 6 and 7 are interconnected by a chamber 8 located directly above the outlet the end face of the ejection nozzle 9. As natural rock cutting elements 4, both natural and artificial diamonds can be used. Each treatment channel 7, connecting the cavity 10 of the housing 1 with the annulus, is equipped with a removable sleeve 11 with a rectangular passage channel, each of which contains a bimetallic plate 12, both ends of which are rigidly connected to the housing of the sleeve 11. When the temperature of the housing 1 of the bit is increased, the bimetallic plate 12 maximally closes the passage section of the treatment channel 7. This is achieved due to the fact that one of the elements of the bimetallic plate 12 when heating the housing 1 is extended by a large amount compared to other oh. For this reason, the bimetallic plate 12 is bent and pressed against the walls of the sleeve 11, which, due to its rectangular shape of the bore of the bushing 11, provides almost complete overlap of the bore of the treatment channel 7 and the supply of the entire volume of washing liquid through the pressure channels 5.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 внедряются в породу и разрушают её. Разрушенная порода удаляется на поверхность промывочной жидкостью, которая подается на забой через напорные каналы 5. При этом благодаря созданию очистными каналами 6 и 7 зон разряжения улучшается эффективность удаления шлама из центральной камеры 13 долота, соединенной с очистными каналами 6 и 7. В процессе разрушения породы происходит нагрев корпуса 1, что может привести к прижогу долота, особенно при использовании алмазного вооружения. Для исключения этого долото оснащено биметаллическими пластинами 12, которые регулируют количество подаваемой жидкости через напорные 5 и очистные каналы 6 и 7. При нагреве корпуса 1 до определенной температуры биметаллические пластины 12 в очистных каналах 7 принимают изогнутую форму и перекрывают проходное сечение каналов 7. В этом случае основная масса жидкости подается на забой через напорные каналы 5, создавая подпор и способствуя лучшему охлаждению породоразрушающих элементов 4 и предотвращению прижога долота. Использование разъемного соединения втулки 11 с корпусом 1, например посредством резьбы, расширяет возможности регулирования режима промывки.The principle of operation of the drill bit is as follows. Under the action of axial load and torque, rock-breaking elements 4 are introduced into the rock and destroy it. The destroyed rock is removed to the surface by flushing fluid, which is supplied to the bottom through the pressure channels 5. In this case, the creation of treatment channels 6 and 7 of the discharge zones improves the efficiency of the removal of sludge from the central chamber 13 of the bit connected to the treatment channels 6 and 7. During the destruction of the rock body 1 is heated, which can lead to a burn of the bit, especially when using diamond weapons. To avoid this, the bit is equipped with bimetallic plates 12, which regulate the amount of liquid supplied through the pressure 5 and treatment channels 6 and 7. When the housing 1 is heated to a certain temperature, the bimetallic plates 12 in the treatment channels 7 take a curved shape and overlap the passage section of the channels 7. In this In this case, the bulk of the liquid is supplied to the bottom through the pressure channels 5, creating a backwater and contributing to better cooling of the rock-cutting elements 4 and preventing the burnt bit. The use of detachable connection of the sleeve 11 with the housing 1, for example by means of a thread, expands the possibilities of regulating the flushing mode.

Таким образом, предложенная конструкция бурового долота позволяет повысить эффективность его работы путем снижения энергоемкости процесса разрушения породы благодаря оптимизации режима промывки в процессе всего времени работы долота.Thus, the proposed design of the drill bit allows you to increase the efficiency of its work by reducing the energy intensity of the process of rock destruction due to the optimization of the flushing mode during the entire working time of the bit.

Claims (2)

1. Буровое долото, включающее полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, одни из которых - отводные - оснащены соплом и сообщены с полостью корпуса, а другие - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса, отличающееся тем, что отводные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая втулка снабжена биметаллической пластиной, которая жестко соединена с корпусом втулки и при повышении температуры корпуса перекрывает проходное сечение очистного канала1. A drill bit, including a hollow body with connecting threads and blades reinforced with rock cutting elements, and a flushing system containing pressure and double cleaning channels, some of which are outlet pipes, are equipped with a nozzle and communicate with the body cavity, and others with a central chamber on the outer surface of the housing, characterized in that the outlet channels are equipped with bushings with a rectangular bore, and each sleeve is equipped with a bimetallic plate, which is rigidly connected to the housing of the sleeve and increasing the temperature of the housing overlaps the passage section of the treatment channel 2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что втулки с биметаллическими пластинами размещены в отводных каналах разъемно. 2. The drill bit according to claim 1, characterized in that the bushings with bimetallic plates are detachable in the outlet channels.

Images