RU2638349C1 - Drilling bit - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: drilling bit contains a hollow body with inclined blades reinforced with rock-destruction elements and a washing channel. Each blade is provided with a cylindrical channel to accommodate rock-destruction elements, made in the form of balls, and external and internal grooves connected thereto, the internal one communicates with the washing channel, and the external groove has width less than the balls diameter.

EFFECT: improvement efficiency of the drilling bit.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам, преимущественно режущего типа.The invention relates to drilling equipment, namely to drill bits, mainly cutting type.

Известен буровой инструмент, включающий корпус с матрицей, наружная поверхность которой разделена промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками (см. Масленников И.К. Справочник «Буровой инструмент», М.: Недра, 1989, с. 221-230, рис. 2.3.10).A well-known drilling tool, including a housing with a matrix, the outer surface of which is divided by flushing grooves into sectors reinforced by wear-resistant inserts (see Maslennikov IK. Reference book “Drilling tool”, M .: Nedra, 1989, pp. 221-230, Fig. 2.3.10).

К недостаткам данного бурового инструмента следует отнести высокую энергоемкость процесса разрушения породы и небольшую скорость бурения из-за быстрого затупления износостойких вставок.The disadvantages of this drilling tool include the high energy intensity of the rock destruction process and the low drilling speed due to the rapid blunting of wear-resistant inserts.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с наклонными лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом (см. авт. св-во СССР №1820646, кл. Е21В 10/46, 1999 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a drill bit containing a body with inclined blades reinforced with rock cutting elements and a flushing channel (see ed. USSR certificate No. 1820646, class Е21В 10/46, 1999).

Недостатком данного бурового долота является сравнительно малая эффективность его работы из-за одностороннего износа породоразрушающих элементов.The disadvantage of this drill bit is the relatively low efficiency of its work due to the unilateral wear of rock-cutting elements.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового долота.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the drill bit.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащем полый корпус с наклонными лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом, согласно изобретению каждая лопасть выполнена с цилиндрическим каналом для размещения породоразрушающих элементов, выполненных в виде шаров, и соединенных с ним наружного и внутреннего пазов, внутренний из которых сообщен с промывочным каналом, а наружный паз выполнен с шириной, меньший диаметра шаров.The specified technical result is achieved by the fact that in the drill bit containing a hollow body with inclined blades reinforced by rock cutting elements and a flushing channel, according to the invention, each blade is made with a cylindrical channel for accommodating rock cutting elements made in the form of balls, and the outer and inner grooves, the inner of which is in communication with the flushing channel, and the outer groove is made with a width smaller than the diameter of the balls.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что в цилиндрическом канале между шарами установлены пружинные вставки, а смежные лопасти армированы шарами разного диаметра, при этом шары на разных лопастях расположены со смещением по высоте.The achievement of the specified technical result is also facilitated by the fact that spring inserts are installed in the cylindrical channel between the balls, and adjacent blades are reinforced with balls of different diameters, while the balls on different blades are located with a height offset.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 представлен общий вид долота, на фиг. 2 и 3 - соответственно сечения А-А на фиг. 1 и Б-Б на фиг. 2.The invention is illustrated by the drawing, in which in FIG. 1 is a general view of the bit; FIG. 2 and 3, respectively, section AA in FIG. 1 and BB in FIG. 2.

Буровое долото содержит корпус 1 с наклонными лопастями 2, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом 3. Каждая лопасть 2 выполнена соединенными между собой и расположенными в одной радиальной плоскости наружным 8 и внутренним продольными пазами 4 и цилиндрическим каналом 5 для размещения породоразрушающих элементов, выполненных в виде шаров 6, диаметр - d которых больше ширины b - наружного паза 8, образованного цилиндрическим каналом 5. Шары 6, как правило, контактируют между собой посредством пружинных вставок 7, расположенных между шарами 6. Пружинные вставки 7 могут быть выполнены из любого износостойкого эластичного материала. При этом шары 6 на смежных лопастях целесообразно выполнять разного диаметра и располагать их в цилиндрических каналах 5 по высоте лопастей 2 в шахматном порядке, т.е. со смещением - Δb в вертикальной плоскости. Это обеспечивает более качественную калибровку стенок скважин. Однако в ряде случаев возможен вариант выполнения долота без пружинных вставок (см. фиг. 3), что определяется физико-механическими свойствами разбуриваемых пород.The drill bit contains a housing 1 with inclined blades 2, reinforced with rock cutting elements, and a flushing channel 3. Each blade 2 is made interconnected and located on the same radial plane of the outer 8 and inner longitudinal grooves 4 and a cylindrical channel 5 for accommodating rock cutting elements made in in the form of balls 6, the diameter of which is d greater than the width b of the outer groove 8 formed by the cylindrical channel 5. The balls 6, as a rule, are in contact with each other by means of spring inserts 7, arranged Proposition between the balls 6. The spring insert 7 may be made of any wear resistant elastic material. Moreover, it is advisable to make balls 6 on adjacent blades of different diameters and arrange them in cylindrical channels 5 along the height of the blades 2 in a checkerboard pattern, i.e. with offset - Δb in the vertical plane. This provides a better calibration of the walls of the wells. However, in some cases, it is possible to perform a bit without spring inserts (see Fig. 3), which is determined by the physicomechanical properties of the drilled rocks.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. После спуска на колонне труб бурового долота на него прикладывают осевую нагрузку и крутящий момент. Под действием этих сил породоразрушающие элементы 6 бурового долота внедряются в породу и разрушают ее. Благодаря шаровой форме породоразрушающих элементов 6 в процесс е бурения они постоянно вращаются в цилиндрических каналах 5 и контактируют с породой разными участками. Это увеличивает их рабочую поверхность, и как следствие этого - проходку на долото и механическую скорость бурения. В зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород шары 6 могут быть армированы износостойким материалом, что дополнительно повышает как ресурс работы бурового долота, так и механическую скорость бурения. Улучшению технико-экономических показателей бурового инструмента способствует также и наличие внутренних пазов 4, обеспечивающих очистку шаров 6 от шлама промывочной жидкостью, подаваемой из промывочного канала 3.The principle of operation of the drill bit is as follows. After lowering the drill bit pipe on the string, axial load and torque are applied to it. Under the influence of these forces, rock-breaking elements 6 of the drill bit are introduced into the rock and destroy it. Due to the spherical shape of the rock-cutting elements 6 in the process of drilling, they constantly rotate in the cylindrical channels 5 and come in contact with the rock in different areas. This increases their working surface, and as a result of this - penetration to the bit and the mechanical drilling speed. Depending on the physicomechanical properties of the drilled rocks, balls 6 can be reinforced with wear-resistant material, which further increases both the life of the drill bit and the mechanical drilling speed. The improvement of the technical and economic indicators of the drilling tool is also facilitated by the presence of internal grooves 4, which ensure that the balls 6 are cleaned of sludge by the washing liquid supplied from the washing channel 3.

Таким образом применение предложенного бурового инструмента позволит повысить эффективность проведения буровых работ благодаря повышению проходки и механической скорости бурения.Thus, the use of the proposed drilling tool will improve the efficiency of drilling operations due to increased penetration and mechanical drilling speed.

Claims (3)

1. Буровое долото, содержащее полый корпус с наклонными лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом, отличающееся тем, что каждая лопасть выполнена с цилиндрическим каналом для размещения породоразрушающих элементов, выполненных в виде шаров, и соединенных с ним наружного и внутреннего пазов, внутренний из которых сообщен с промывочным каналом, а наружный паз выполнен с шириной, меньшей диаметра шаров.1. A drill bit containing a hollow body with inclined blades reinforced with rock cutting elements and a flushing channel, characterized in that each blade is made with a cylindrical channel for accommodating rock cutting elements made in the form of balls, and external and internal grooves connected to it, inner of which communicated with the washing channel, and the outer groove is made with a width less than the diameter of the balls. 2. Буровое долото по п. 1, отличающееся тем, что в цилиндрическом канале между шарами установлены пружинные вставки.2. A drill bit according to claim 1, characterized in that spring inserts are installed in the cylindrical channel between the balls. 3. Буровое долото по п. 1, отличающееся тем, что смежные лопасти армированы шарами разного диаметра, при этом шары на разных лопастях расположены со смещением по высоте.3. The drill bit according to claim 1, characterized in that the adjacent blades are reinforced with balls of different diameters, while the balls on different blades are located with a height offset.

Images