SU1353884A1 - Core drill bit - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к буровой технике и позвол ет повысить вынос керна за счет улучшени  условий его формировани . Долото имеет корпус 1 со скважинообразу- ющими шарошками (СШ) 7 и кернообразу- ЮШ.ИМИ шарошками (КШ) 4, установленные на цапфах (Ц) со смешением осей одна относительно другой. Оси СШ 7, КШ 4 и Ц расположены под острым углом а одна к другой . Этот угол определ етс  из математического выражени  arctg 2 e/du tgp, где е - рассто ние между точками пересечени  осей Ц и шарошек 4 с плоскостью, проведенной через вершины зубков 9 периферийного (дл  СШ 7) или внутреннего (дл  КШ 4) венца, м; dm - диаметр СШ 7 по вершинам зубков 9 периферийного венца или внутреннего - дл  КШ 4, м; р - угол наклона оси Ц к оси врашени  долота, град. Между КШ 4 и СШ 7 расположены ударные элементы 8, жестко св занные с корпусом 1. За счет смешени  осей Ц и КШ 4 и СШ 7 их вооружение оказывает динамическое воздействие на породу, эффективно разруша  хрупкие породы. Расположение осей СШ 7 и КШ 4 и Ц под углом а позвол ет посто нно выходить на диаметр скважины всем зубкам 9 периферийного венца СШ 7. При этом зубки 9 внутреннего венца КШ 4 выход т на диаметр керна. Это повышает эффективность образовани  скважины нужного диаметра. 3 ил. (С (Л со ел оо 00 00 4: 3 8The invention relates to the drilling technique and allows to increase the core removal by improving the conditions of its formation. The chisel has a housing 1 with well-forming cones (SS) 7 and a core-formation YUS.IMI cones (KSh) 4, mounted on trunnions (C) with axial mixing one relative to another. The axes of secondary schools 7, KSh 4 and C are located at an acute angle and one to the other. This angle is determined from the mathematical expression arctg 2 e / du tgp, where e is the distance between the points of intersection of the C axis and the cones 4 with the plane drawn through the tops of the 9 peripheral (for SS 7) or inner (for KSh 4) rim, m; dm - diameter of school 7 at the tops of the teeth 9 of the peripheral rim or internal - for KS 4, m; p is the angle of inclination of the axis C to the axis of drill bit angle, deg. Between KSh 4 and School 7, shock elements 8 are located, which are rigidly connected to housing 1. By mixing the axes C and KS 4 and School 7, their armament has a dynamic effect on the rock, effectively destroying brittle rocks. The arrangement of the axes SS 7 and KSh 4 and C at an angle a allows one to continuously reach the diameter of the well to all teeth 9 of the peripheral rim of the school 7. At the same time, the teeth 9 of the inner rim of the KSh 4 reach the diameter of the core. This increases the formation efficiency of the well of the desired diameter. 3 il. (C (L Soel oo 00 00 4: 3 8

Description

Изобретение относитс  к буровой технике , а именно к породоразрушающему инструменту , предназначенному дл  бурени  с отбором керна.The invention relates to a drilling technique, namely to a rock cutting tool intended for coring drilling.

Цель изобретени  - повышение выноса керна за счет-улучшени  условий его формировани , а также повышение проходки на долото.The purpose of the invention is to increase the core removal due to the improvement of the conditions of its formation, as well as increasing the penetration of the bit.

На фиг. 1 представлено колонковое долото , общий вид, разрез; на фиг. 2 - то же, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 3 - схема работы периферийного венца скважинообразуюш ей и внутреннего венца кернообразующей шарошек.FIG. 1 shows the core bit, general view, section; in fig. 2 - the same view from the working end; in fig. 3 - the scheme of the peripheral rim of the well and the inner rim of core-forming cones.

НИИ, что и точка AI, и  вл етс  точкой, в которую должен приходить зубок, минималь- , но удаленный от оси В-В при повороте шарошки на 180°, чтобы как данный зубок, так 5 и все зубки венца выходили при вращении шарошки на диаметр скважины или керна. При этом максимально удаленный от оси В-В зубок описывает траекторию, проекци  которой на вертикальную плоскость есть отрезок CCi.The scientific research institute, as the point AI, is the point at which the tooth must come, minimally but remote from axis B-B when the roller cutter is rotated 180 ° so that both the given tooth 5 and all the crown teeth come out when the roller cutter rotates per borehole or core diameter. At the same time, the tooth as remote as possible from the B-B axis describes a trajectory whose projection onto a vertical plane is a segment CCi.

Следовательно, отрезок A2C| есть проекци  на вертикальную плоскость венца шарошки , выполненного симметрично оси шарошки Н -Н и удовлетвор ющего услови  выхода всех его зубков на один и тот жеTherefore, the segment A2C | there is a projection on the vertical plane of the rim of the roller cone, made symmetrically to the axis of the roller cone H – H and satisfying the exit condition of all its teeth on the same

10ten

ми 9.mi 9.

Бурение скважины колонковым долотом осуществл етс  путем его вращени  при одновременном создании осевой нагрузки. При этом, благодар  смещению осей одна - относительно другой, вооружение шарошек оказывает динамическое воздействие на породу , что повышает эффективность разрушени  хрупких пород, а за счет расположени  осей шарошек и цапф под острым углом одна к другой все зубки периферийного Q венца наружной шарошки посто нно выход т на диаметр скважины, а зубки внутреннего венца кернообразуюших шарошек - на диаметр керна, что повышает эффективность разрушени  горной породы, образовани  скважины необходимого диаметра, улучшает услови  кернообразовани  и увеличивает проходку на долото. Ударные элементы 8 долота периодически вступают в контакт с породой, разруша  забойную рейку , образованную зубками 9. Разбуренна  порода выноситс  с помощью промывочной жидкости, поступающей на забой по каналам 2.The well is drilled with a drill bit by rotating it while creating an axial load. At the same time, due to the displacement of the axes one relative to the other, the armament of the cones has a dynamic effect on the rock, which increases the destruction efficiency of brittle rocks, and due to the arrangement of the axes of the cones and trunnions at an acute angle to one another, all the teeth of the peripheral Q crown of the outer cone are constantly t per diameter of the well, and the teeth of the inner rim of the core-like cones - the diameter of the core, which increases the efficiency of rock destruction, the formation of a well of the required diameter, improves the conditions of core Ani and increases tunneling at the bit. The percussion elements 8 of the bit periodically come into contact with the rock, destroying the downhole rail formed by teeth 9. The diluted rock is taken out with the help of flushing fluid entering the bottomhole through the channels 2.

При разбуривании более м гких пластичных горных пород зубки 8, а соответственно и ударные элементы 9, внедр ютс  в породу дг на большую глубину, повыша  эффективность разрушени  забо . При этом стойкость ударных элементов приближаетс  к стойкости вооружени  шарошек за счет дискретного режима работы.When drilling softer plastic rocks, the teeth 8, and accordingly the impact elements 9, are introduced into the rock dg to a greater depth, increasing the efficiency of the slaughter. At the same time, the durability of the percussion elements approaches the durability of the arms of the cones due to the discrete mode of operation.

где аwhere a

Долото состоит из корпуса 1 с промывочными каналами 2, внутренней секции 3, ,5 диаметр.A chisel consists of a body 1 with flushing channels 2, an inner section 3,, 5 diameter.

на цапфах которой установлены кернообра-Рассмотрим треугольник A2CiAi и трезующие шарошки 4, накладок 5, наружных угольник AiCA2:AiC 2е; AiA2 2e/tgp; секций 6 со скважинообразующими шарошка . .„on the trunks of which the corebore is mounted-Consider the triangle A2CiAi and the sobering roller cutters 4, the overlays 5, the outer square AiCA2: AiC 2e; AiA2 2e / tgp; sections 6 with bore-forming roller cutter. . „

ми 7, ударных элементов 8, установленных A|Ci ёш, tga -г-т-s-г на внутренней секции и накладках. Все ша- Рmi 7, percussion elements 8, installed A | Ci yosh, tga -r-t-s-r on the inner section and the lining. All sh- R

рошки оснащены твердосплавными зубка- 20 откуда а arctg j f о ми qaiutgpThe powders are equipped with carbide zubka- 20, from where a arctg j f o mi qaiutgp

угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;angle of inclination of the axis of the roller cutter to the axle of the trunnion, hail;

duj -диаметр шарошки по вершинам зубков периферийного (дл  скважино- образующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразующих шарошек ) венца, м;duj - diameter of the cutter on the tops of the peripheral teeth (for well-forming cones) or internal (for core-forming cones) crown, m;

Р -угол наклона оси цапфы к оси вращени  долота, град;P is the angle of inclination of the trunnion axis to the axis of rotation of the bit, deg;

е - рассто ние между точками пересечени  осей цапфы и шарошки с плос40e is the distance between the points of intersection of the axles of the trunnion and the roller cutter from the flat 40

костью, проведенной через вершины зубков периферийного (дл  сква- жинообразующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразуюших шарошек) венца, м.bone through the tops of the peripheral teeth (for a well-forming cones) or internal (for coring-shaped cones) of the crown, m.

Величина е задаетс  изначально и определ етс  тем, какую амплитуду вертикальных перемещений необходимо сообщить долоту дл  наиболее эффективного разрушени  забо .The value e is set initially and is determined by what amplitude of vertical displacements it is necessary to communicate to the bit for the most effective destruction of the bottom.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Колонковое долото, содержащее корпус с шарошками, установленными на цапфах и расположенные между шарошками ударные элементы, причем шарошки установлены на цапфах со смещением осей одна относительно другой, а ударные элементы жестко св заны с корпусом, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  выноса керна заThe core bit contains a housing with cones that are mounted on trunnions and located between the cones of shock elements, and cones are mounted on the axles with offset axes relative to each other, and the percussion elements are rigidly connected to the housing, in order to increase core removal При повороте шарошки на 180° минималь- 50 улучшени  условий его формировани , но удаленный от оси цапфы В-В (ось враше- также повышени  проходки на долото, осиWhen turning the cutter through 180 °, the minimum is 50 improvements in the conditions of its formation, but remote from the axis of the B-B axle (the axis is also increasing the penetration of the bit, the axes шарошек и цапф расположены под острым углом одна к другой, определ емым из слени  шарошки) зубок переместитс  из точки А в точку AI, отойд  от стенки скважины или образующей керна на некоторое рассто ние (фиг. 3). Отрезок AiA2 параллелен оси В-В. Таким образом, точка АЗ, обра- 55 зованна  пересечением данного отрезка с образующей стенки скважины или керна, находитс  от оси В-В на том же рассто дующего математического выражени the cones and trunnions are located at an acute angle to one another, determined from the shear of the cone) the tooth moves from point A to point AI, moving away from the borehole wall or forming the core for some distance (Fig. 3). The segment AiA2 is parallel to the axis BB. Thus, the point AZ, formed by the intersection of this segment with the forming wall of the well or core, is located from the axis B-B at the same distance from the mathematical expression где а -угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;where a is the angle of inclination of the axis of the roller cutter to the axle of the trunnion, hail; НИИ, что и точка AI, и  вл етс  точкой, в которую должен приходить зубок, минималь- но удаленный от оси В-В при повороте шарошки на 180°, чтобы как данный зубок, так и все зубки венца выходили при вращении шарошки на диаметр скважины или керна. При этом максимально удаленный от оси В-В зубок описывает траекторию, проекци  которой на вертикальную плоскость есть отрезок CCi.The scientific research institute, as the point AI, is the point to which the tooth must come, the minimum distance from the axis B-B when the roller cutter is rotated by 180 °, so that both this tooth and all the teeth of the crown go out when the roller cutter rotates well or core. At the same time, the tooth as remote as possible from the B-B axis describes a trajectory whose projection onto a vertical plane is a segment CCi. Следовательно, отрезок A2C| есть проекци  на вертикальную плоскость венца шарошки , выполненного симметрично оси шарошки Н -Н и удовлетвор ющего услови  выхода всех его зубков на один и тот жеTherefore, the segment A2C | there is a projection on the vertical plane of the rim of the roller cone, made symmetrically to the axis of the roller cone H – H and satisfying the exit condition of all its teeth on the same диаметр.diameter. где аwhere a костью, проведенной через вершины зубков периферийного (дл  сква- жинообразующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразуюших шарошек) венца, м.bone through the tops of the peripheral teeth (for a well-forming cones) or internal (for coring-shaped cones) of the crown, m. Величина е задаетс  изначально и определ етс  тем, какую амплитуду вертикальных перемещений необходимо сообщить долоту дл  наиболее эффективного разрушени  забо .The value e is set initially and is determined by what amplitude of vertical displacements it is necessary to communicate to the bit for the most effective destruction of the bottom. Формула изобретени Invention Formula Колонковое долото, содержащее корпус с шарошками, установленными на цапфах и расположенные между шарошками ударные элементы, причем шарошки установлены на цапфах со смещением осей одна относительно другой, а ударные элементы жестко св заны с корпусом, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  выноса керна заThe core bit contains a housing with cones that are mounted on trunnions and located between the cones of shock elements, and cones are mounted on the axles with offset axes relative to each other, and the percussion elements are rigidly connected to the housing, in order to increase core removal дующего математического выражени math expression где а -угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;where a is the angle of inclination of the axis of the roller cutter to the axle of the trunnion, hail; диаметр шарошки по вершинам зубков периферийного (дл  скважино- образующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразующих шарошек ) венца, м;diameter of the roller cutter at the tops of the peripheral teeth (for well-forming cones) or internal (for core-forming cones) rim, m; угол наклона оси цапфы к оси вращени  долота, град;the angle of the axis of the axle to the axis of rotation of the bit, deg; - рассто ние между точками пересечени  осей цапфы и шарошки с плоскостью, проведенной через вершины зубков периферийного (дл  скважинообразуюших шарошек) или внутреннего (дл  кернообра- зуюших шарошек) венца, м.- the distance between the points of intersection of the axles of the trunnion and the cone cutter with a plane drawn through the tops of the peripheral (for well-shaped cones) or internal (for core cones) rim, m. Фи1.1Phi1.1 Фиг.FIG. Составитель В. НикулинCompiled by V. Nikulin Редактор А. КозоризТехред И. ВересКорректор И. ЭрдейиEditor A. KozorizTechred I. VeresKorrektor I. Erdeyi Заказ 5323/28Тираж 533ПодписноеOrder 5323/28 Circulation 533 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийVNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Production and printing company, Uzhgorod, ul. Project, 4