RU2702787C1 - Буровая коронка - Google Patents
Буровая коронка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702787C1 RU2702787C1 RU2019106202A RU2019106202A RU2702787C1 RU 2702787 C1 RU2702787 C1 RU 2702787C1 RU 2019106202 A RU2019106202 A RU 2019106202A RU 2019106202 A RU2019106202 A RU 2019106202A RU 2702787 C1 RU2702787 C1 RU 2702787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutters
- matrix
- drilling
- rock
- axis
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title abstract description 20
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 abstract description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/48—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of core type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области создания бурового породоразрушающего инструмента для вращательного бурения скважин. Буровая коронка включает корпус с матрицей и породоразрушающие круглые резцы типа PDC, установленные в матрице с возможностью вращения вокруг своей оси. Резцы разделены на внутренние кернообразующие и внешние скважинообразующие. Каждая группа резцов установлена на закрепленных в матрице осях, выполненных в форме кольца, с возможностью вращения в противоположные друг относительно друга стороны. Технический результат заключается в повышении ресурса бурового породоразрушающего инструмента при вращательном бурении. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области создания бурового породоразрушающего инструмента для вращательного бурения скважин.
Известно буровое долото типа PDC (polycrystalline diamond cutters), состоящее из корпуса, лопастей с размещенными в них фиксированными резцами PDC [RU №2530960 от 21.09.2012, опубл. 20.10.2014].
Известно буровое долото, состоящее из корпуса с резьбой, предназначенной для соединения с колонной бурильных труб и съемной головки, оснащенной круглыми резцами [US №20180320449 от 30.04.2018, опубл. 8.11.2018].
Недостатком аналогов является преждевременный выход породоразрушающего инструмента из строя из-за одностороннего износа и сколов режущей кромки круглых резов, выступающих из рабочей части лишь одной стороной режущей кромки.
Наиболее близким техническим решением является конструкция бурового долота компании Smith Bits типа PDC, состоящего из корпуса, лопастей с размещенными в них фиксированными резцами и вращающимися резцами типа ONYX 360 и ONYX II, которые установлены с возможностью вращения в процессе бурения на 360° в наиболее нагруженных частях торца долота, на периферии [В.В. Нескоромных. Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ.М.: Инфра-М, 2016 г. стр. 214, рис. 5.25].
Недостатком данного технического решения является невозможность установки вращающихся резцов ближе к центру торца долота, где сконцентрированы высокие силы сопротивления со стороны забоя, что сокращает его ресурс за счет аномального износа фиксированных резцов.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение ресурса бурового породоразрушающего инструмента при вращательном бурении за счет равномерного износа режущей кромки резцов PDC вследствие возможности вращения резцов вокруг своей.
Указанный технический результат достигается тем, что все: и внутренние кернообразующие, и внешние скважинообразующие резцы типа PDC размещаются с возможностью вращения вокруг своей оси на двух осях, каждая из которых имеет форму кольца и установлена по наружному и внутреннему радиусам торцевой части матрицы коронки.
Буровая коронка, включающая корпус с матрицей и породоразрушающие круглые резцы типа PDC, установленные в матрице с возможностью вращения вокруг своей оси, согласно изобретению, резцы разделены на внутренние кернообразующие и внешние скважинообразующие, причем каждая группа резцов установлена на закрепленных в матрице осях с возможностью вращения в противоположные друг относительно друга стороны. Оси вращения резцов, соединены между собой элементами, а расстояние от центра каждой оси до близлежащей кромки матрицы составляет
где: Н - толщина матрицы коронки.
Нижний слой буровой коронки оснащен упруготвердым материалом.
Совокупность признаков заявляемого изобретения, а именно наличие двух групп резцов: внутренних кернообразующих и внешних скважинообразующих, каждая из которых установлена на закрепленных в матрице осях в форме кольца с возможностью вращения в противоположные друг относительно друга стороны не обнаружены в известных технических решениях, что предполагает соответствие заявляемой буровой коронки критерию новизны.
Соответствие изобретательскому уровню подтверждается тем, что в процессе бурения скважинообразующие и кернообразующие резцы, за счет крутящих нагрузок, прикладываемых к коронке, осуществляют вращение вокруг оси коронки и одновременно, в результате продольного перемещения коронки при углублении забоя скважины, а также за счет сил трения и прижатия скважинообразующих резцов к стенкам скважины, а кернообразующих резцов к керну, вращение вокруг своей оси, что приводит к возможности воздействия на породу последовательно всей периферией режущей кромки резцов.
В результате повышается ресурс бурового породоразрушающего инструмента при вращательном бурении за счет равномерного износа режущей кромки резцов PDC.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан продольный разрез заявляемой буровой коронки;
на фиг. 2 показан вид с торца заявляемой буровой коронки;
на фиг. 3 дана схема реализации крепления вращающихся круглых резцов типа PDC в матрице буровой коронки.
На фиг. 1, 2 и 3 обозначено:
1 - наружные скважинообразующие резцы; 2 - внутренние кернообразующие резцы; 3 - матрица коронки; 4 - ось вращения наружных скважинообразующих резцов; 5 - ось вращения внутренних кернообразующий резцов; 6 - элементы каркаса осей вращения резцов; 7 -центрирующие резцы втулки; 8 - упруготвердый материал (металлокерамика, резина).
Предлагаемая буровая коронка для вращательного бурения включает корпус с матрицей 3. В матрице 3 располагаются, соединенные между собой элементами каркаса 6, две оси вращения (4 и 5) так, чтобы расстояние от центра оси до близлежащей кромки матрицы составляло где Н - толщина матрицы коронки, что способствует равномерному распределению резцов по рабочей поверхности матрицы 3 и позволяет надежно фиксировать оси вращения (4 и 5) без возможность выпадения из матрицы 3. Расстояние до близлежащей кромки матрицы менее приводит к ненадежной фиксации осей матрицы и смещению резцов относительно центра матрицы, а увеличение приводит к концентрации нагрузки в средней части матрицы.
Поперечный диаметр осей определяется нагрузками, возникающими в процессе работы коронки. Оси имеют форму кольца и спекаются вместе с матрицей, что дает преимущество равномерного распределения воспринимаемых в процессе бурения нагрузок от осей на матрицу. На осях закреплены с возможностью вращения вокруг своей оси круглые резцы типа PDC. На оси вращения 4 размещены скважинообразующие наружные резцы 1, на оси 5 - кернообразующие внутренние резцы 2. Наружные и внутренние резцы центрированы втулками 7 и смещены относительно друг друга так, чтобы перекрывалась вся рабочая площадь матрицы. Нижний слой коронки оснащен упруготвердым материалом 8.
В процессе бурения резцы, находящиеся на внутренней 5 и внешней 4 осях вращения и центрированные втулками 7, за счет крутящих нагрузок, прикладываемых к коронке с матрицей 3, осуществляют вращение вокруг оси коронки. Оси вращения резцов имеют форму кольца и соединены между собой элементами каркаса 6. Скважинообразующие резцы 1 обеспечивают заданный диаметр скважины. Кернообразующие резцы 2 обеспечивают получение керна. С целью предохранения втулок 7 от износа шламом, образовавшегося в процессе бурения, нижний слой коронки оснащен упруготвердым материалом 8. В результате углубления забоя скважины и, как следствие, продольного перемещения коронки, за счет сил трения и прижатия скважинообразующих резцов 1 к стенкам скважины, а кернообразующих резцов 2 к керну, под действием крутящего момента происходит вращение всех резцов вокруг своей оси. За счет равномерного расположения каждой группы резцов на отдельных осях, расположенных по внешнему и внутреннему радиусу коронки, обеспечивается эффективное использование всей поверхности резцов и не создается препятствия их вращению в противоположные друг относительно друга стороны.
Осуществляя вращение вокруг своей оси, резцы имеют возможность контактировать с породой всей режущей кромкой, таким образом реализуется равномерное изнашивание резца по всей режущей грани, а не только одной ее части, что повышает ресурс коронки при применении ее во вращательном бурении скважин.
Claims (4)
1. Буровая коронка, включающая корпус с матрицей и породоразрушающие круглые резцы типа PDC, установленные в матрице с возможностью вращения вокруг своей оси, отличающаяся тем, что резцы разделены на внутренние кернообразующие и внешние скважинообразующие, причем каждая группа резцов установлена на закрепленных в матрице осях, выполненных в форме кольца, с возможностью вращения в противоположные друг относительно друга стороны.
где Н - толщина матрицы коронки.
3. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что нижний слой буровой коронки оснащен упруготвердым материалом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106202A RU2702787C1 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Буровая коронка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106202A RU2702787C1 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Буровая коронка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702787C1 true RU2702787C1 (ru) | 2019-10-11 |
Family
ID=68280005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019106202A RU2702787C1 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Буровая коронка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702787C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1476102A1 (ru) * | 1986-06-24 | 1989-04-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Комплексной Переработке Минерального Сырья С Опытным Производством Ан Азсср | Бурова коронка |
RU2478767C2 (ru) * | 2011-04-04 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) | Буровая коронка |
RU138675U1 (ru) * | 2013-09-30 | 2014-03-20 | Дмитрий Игоревич Сафонов | Буровое долото |
US9624731B2 (en) * | 2011-11-17 | 2017-04-18 | Smith International, Inc. | Rolling cutter with side retention |
-
2019
- 2019-03-04 RU RU2019106202A patent/RU2702787C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1476102A1 (ru) * | 1986-06-24 | 1989-04-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Комплексной Переработке Минерального Сырья С Опытным Производством Ан Азсср | Бурова коронка |
RU2478767C2 (ru) * | 2011-04-04 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) | Буровая коронка |
US9624731B2 (en) * | 2011-11-17 | 2017-04-18 | Smith International, Inc. | Rolling cutter with side retention |
RU138675U1 (ru) * | 2013-09-30 | 2014-03-20 | Дмитрий Игоревич Сафонов | Буровое долото |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НЕСКРОМНЫХ В.В. Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ: учебное пособие. Красноярск, Сиб. федер. ун-т, 2015, всего 396 с., с.231,232, рис.3.19. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2531720C2 (ru) | Гибридное буровое долото с большим боковым передним углом наклона вспомогательных дублирующих резцов | |
CN108625788B (zh) | 一种新型pdc、牙轮复合钻头 | |
US20190063161A1 (en) | Hybrid rotary cone drill bit | |
US20150233187A1 (en) | Frac plug mill bit | |
US7025155B1 (en) | Rock bit with channel structure for retaining cutter segments | |
RU2702787C1 (ru) | Буровая коронка | |
US2927778A (en) | Rotary drill cutters | |
CN210422477U (zh) | 一种金刚石复合片钻头 | |
CN211201801U (zh) | 一种钻井掉块破碎装置 | |
US8418784B2 (en) | Central cutting region of a drilling head assembly | |
CN115538943A (zh) | 活动刀翼和活动切削齿组合联动的旋转钻头 | |
RU2715574C1 (ru) | Буровая коронка | |
RU2387787C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2753826C1 (ru) | Буровая коронка | |
CN2921253Y (zh) | 一种带堆焊副齿的牙轮钻头切削结构 | |
RU2670306C1 (ru) | Асимметричный резец для бурильного инструмента | |
EP2863004A1 (en) | Roller cutter drill bit with mixed bearing types | |
RU2345209C1 (ru) | Калибратор лопастной | |
CN111720060A (zh) | 冲击切削复合双级钻头 | |
RU2359103C1 (ru) | Кольцевая буровая коронка | |
CN2375753Y (zh) | 一种单牙轮钻头 | |
SU1314000A1 (ru) | Самозатачивающа с коронка | |
RU2766858C1 (ru) | Буровое долото PDC с вращающимися резцами | |
RU2708436C1 (ru) | Буровой резец для вращательного бурения шпуров | |
RU124723U1 (ru) | Сверло-бур |