FR2492450A1 - ROTARY DRILLING TREPAN FOR DEEP DRILLING - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN TREPAN DE FORAGE ROTATIF. CE TREPAN EST FORME D'UN CORPS DE RACCORDEMENT COMPORTANT UN EMBOUT FILETE POUR ASSURER LA JONCTION AVEC UN TRAIN DE TIGES DE FORAGE OU UN MECANISME D'ENTRAINEMENT ANALOGUE, DONT LA TETE EST POURVUE D'ELEMENTS DE COUPE QUI S'ETENDENT A PARTIR DE SA ZONE DE BASE JUSQUE DANS SA ZONE CENTRALE ET SONT GROUPES, SAILLANTS, EN RANGEES OU EN BANDES A TITRE DE COUTEAUX SUR SA PERIPHERIE EXTERNE. LE TREPAN COMPORTE AUSSI BIEN DES ELEMENTS DE COUPE 6 QUI NE PRESENTENT CHAQUE FOIS QU'UNE FACE D'ATTAQUE 13 PLANE, VUE EN PLAN, QUE DES ELEMENTS DE COUPE 5 A FACE D'ATTAQUE 12 DIVISEE, VUE EN PLAN, LES FACES PARTIELLES FORMANT ENTRE ELLES UN ANGLE. LE TREPAN EST DESTINE AUX FORAGES PROFONDS.THE INVENTION RELATES TO A ROTARY DRILLING TREPAN. THIS TREPAN IS IN THE FORM OF A CONNECTION BODY INCLUDING A THREADED END TO ENSURE THE JUNCTION WITH A DRILL ROD TRAIN OR ANALOGUE DRIVE MECHANISM, THE HEAD OF WHICH IS PROVIDED WITH CUTTING ELEMENTS WHICH EXTEND FROM ITS BASIC ZONE UP TO ITS CENTRAL ZONE AND ARE GROUPS, PROJECTS, IN ROWS OR BANDS AS KNIVES ON ITS EXTERNAL PERIPHERY. THE TREPAN ALSO INCLUDES CUTTING ELEMENTS 6 WHICH EACH TIME SHOW ON A FLAT ATTACK 13 FACE, PLAN VIEW, ONLY CUTTING ELEMENTS 5 AT ATTACK FACE 12 DIVIDED, PLAN VIEW, PARTIAL FACES FORMING AN ANGLE BETWEEN THEM. THE TREPAN IS INTENDED FOR DEEP DRILLING.
Description
La présente invention concerne un trépan de forage rotatif pour foragesThe present invention relates to a rotary drill bit for drilling
profonds formé d'un corpsdeep formed of a body
de raccordement comportant un embout fileté pour assu- connecting piece having a threaded end for
rer la jonction avec un train de tiges de forage ou un mécanisme d'entraînement analogue, dont la tête est pourvue d'éléments de coupe qui s'étendent à partir de sa zone de base jusque dans sa zone centrale et sont groupés, saillants, en rangées ou en bandes à titre de couteaux the junction with a drill string or similar drive mechanism, the head of which is provided with cutting elements which extend from its base zone into its central zone and are grouped, projecting, in rows or strips as knives
sur la périphérie externe du trépan. on the outer periphery of the bit.
De tels trépans de forage rencontrent, lors de forages profonds dans la surface de la terre, des formations rocheuses de diverses duretés et pour partie à déformation plastique et sont par conséquent soumis à des conditions de forage changeantes. Il s'est avéré que des trépans de forage rotatifs connus munis de couteaux qui, vus en plan, présentent des éléments de coupe en diamants frittés circulaires ou en partie circulaires, ne permettent pas d'atteindre Such drill bits encounter, during deep drilling in the earth's surface, rock formations of various hardnesses and partly with plastic deformation and are therefore subjected to changing drilling conditions. It has been found that known rotary drill bits with blades which, when viewed in plan, have circular or partly circular sintered diamond cutting elements, do not achieve
une progression optimale du forage dans toutes les con- optimum drilling progress in all
ditions de forage. Alors que dans des couches sablon- drilling conditions. While in sandy layers
neuses dures, de tels trépans donnent de bons résultats, leurs éléments de coupe ont tendance, dans une roche plastique tendre, à subir un bourrage de leur face d'attaque par accumulation des débris de roche et ensuite} à glisser par-dessus la couche rocheuse sans former de copeaux. Les bords de coupe s'usent alors rapidement de sorte que le trépan est émoussé pour tout For example, when such hard drills produce good results, their cutting elements tend, in a soft plastic rock, to be stuffed with their face of attack by accumulating rock debris and then to slide over the layer. rocky without forming chips. The cutting edges then wear out quickly so that the bit is dull for any
forage dans la roche. Pour malgré tout former des co- drilling in the rock. For all to form
peaux, il faut exercer sur le trépan par précaution une force d'avancement axiale très importante ce qui augmente fortement l'usure et le moment de rotation nécessaire. D'autre part, il existe un trépan de forage rotatif convenant spécialement pour des formations tendres qui est pourvu d'éléments de coupe cunéiformes s'engageant dans la formation. La géométrie de la coupe, en particulier les faces d'attaque forment skins, it is necessary to exert on the bit as a precaution a very important axial forward force which greatly increases the wear and the necessary torque. On the other hand, there is a rotary drill bit particularly suitable for soft formations which is provided with wedge-shaped cutting elements engaging in formation. The geometry of the section, in particular the leading faces form
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un angle aigu avec la direction de coupe, permettent an acute angle with the cutting direction, allow
d'obtenir un effet de charruage qui assure une meil- to achieve a charruage effect that ensures better
leure formation de copeaux de la roche déblayée pour une force d'avancement axiale et un moment de rotation plus faibles. La surface active relativement res- treinte des éléments de coupe ne permet cependant qu'un enlèvement de matière peu important de sorte que la progression du forage de tels trépans, comparé à la progression d'un trépan garni d'éléments de coupe circulaires ou en partie circulaires, est sensiblement their chip formation of the excavated rock for a lower axial force and a lower moment of rotation. The relatively small active area of the cutting elements, however, allows only a small material removal so that the drilling progress of such drill bits, compared to the progression of a bit packed with circular cutting elements or circular part, is substantially
plus faible. L'invention a pour but de perfection- weaker. The object of the invention is to improve
ner un trépan de forage rotatif du type précité d'une manière telle que l'on puisse augmenter la progression du forage dans le plus grand spectre ponrible de duretés et de plasticités de la formation rocheuse, a rotary drill bit of the aforementioned type in such a way that drilling progress can be increased in the largest ponrible spectrum of hardness and plasticity of the rock formation,
compte tenu en particulier des roches ten- taking into account in particular rocks
dres. Ce but est atteint au moyen du trépan de forage conforme à l'invention qui est caractérisé en ce qu'il comporte aussi bien des éléments de coupe qui ne présentent chaque fois qu'une face d'attaque plane, vue en plan, que des éléments de coupe à face d'attaque divisée, vue en plan, les faces partielles formant entre elles un angle de moins de 1800. Les éléments de coupe à face d'attaque plane servent àformer des copeaux et à évacuer la roche lors de l'opération de forage. Dans des formations rocheuses sablonneuses dures, ces éléments de coupe effectuent la majeure partie du travail de coupe. Dans des roches plus tendres se produit une coopération fonctionnelle entre les éléments de coupe à face d'attaque plane et les éléments de coupe à face d'attaque divisée qui, selon une forme d'exécution avantageuse sont décalés en ce qui concerne leurs lignes de coupe. Les éléments de coupe à face d'attaque divisée peuvent, à cause de leur pression superficielle plue élevée, pénétrer dans la formation et y tailler un sillon sans remblais latéraux formés par des copeaux produits. Cet effet apparaît déjà pour des faces d'attaque dont les faces partielles forment un angle légèrement inférieur à 1800. L'efficacité s'améliore à mesure que l'angle entre les faces d'attaque diminue. La perturbation structurelle produite par la pénétration dans la dite formation permet d'éviter un glissement d'un bloc de la couche rocheuse en dessous du tranchant de l'élément de coupe suivant qui est- à même de racler le plan entaillé de la couche rocheuse en formant des copeaux. Pour provoquer la formation de copeaux, la force d'avancement axiale nécessaire est dans ce cas plus faible que celle ders. This object is achieved by means of the drill bit according to the invention which is characterized in that it comprises both cutting elements which each have only one planar face, plan view, that cutting elements with a divided leading face, plan view, the partial faces forming an angle of less than 1800 between them. Flat-face cutting elements serve to form chips and to remove the rock during the cutting. drilling operation. In hard sandy rock formations, these cutting elements perform most of the cutting work. In softer rocks there is a functional cooperation between the planar face cutting elements and the split face cutting elements which, according to an advantageous embodiment, are offset with respect to their chopped off. The cutting elements with a divided leading face can, because of their higher surface pressure, penetrate into the formation and cut a groove without lateral embankments formed by chips produced. This effect already appears for leading faces whose partial faces form an angle slightly less than 1800. The efficiency improves as the angle between the leading faces decreases. The structural disturbance produced by the penetration into said formation avoids a slip of a block of the rock layer below the cutting edge of the next cutting element which is able to scrape the notched plane of the rock layer by forming chips. In order to cause the formation of chips, the necessary axial advancement force is in this case lower than that
utilisée pour des trépans garnis exclusivement d'élé- used for drill bits filled exclusively with
ments de coupe qui ne présentent qu'une face d'atta- cuts which have only one tacking face
que plane. L'usure et le moment de rotation nécessai- that hovers. Wear and torque required
res sont ainsi également plus faibles. Un trépan présentant une combinaison des dits éléments de coupe rend possible, en particulier dans des roches tendres, une progression du-forage nettement plus élevée que celle que l'on peut obtenir en utilisant exclusivement un trépan garni d'éléments de coupe de l'une des deux res are thus also weaker. A drill bit having a combination of said cutting elements makes possible, particularly in soft rocks, a much higher drilling progress than that which can be obtained by using exclusively a bit packed with cutting elements of the one of the two
sortes seulement.only kinds.
Pour assister l'opération de coupe et le re- To assist the cutting operation and the
froidissement des éléments de coupe, des ajutages sont disposés devant les groupes d'éléments de coupe et l'orientation de leurs jets de liquide de rinçage est telle que l'efficacité des éléments de coupe respectifs est maintenue. Etant donné que les éléments de coupe à face d'attaque divisée doivent simplement entailler la formation, le copeau de forage délogé comme par un chasse-neige glisse latéralement entre deux éléments de coupe voisins. Cette direction tangentielle est aussi imposée au flux de rinçage du liquide de rinçage débité par les ajutages associés ce qui facilite le glissement longitudinal du copeau au niveau des faces partielles des éléments de coupe à face d'attaque divisée, qui font un angle l'une avec l'autre, et empêche toute obstruction de l'espace prévu entre les éléments de coupe. Les ajutages disposés devant les éléments de coupe à face d'attaque plane soumettent le flux de liquide de rin- çage à une composante radiale de sorte que le copeau qui se déplace le long-des faces d'attaque de ces éléments de coupe est écarté vers l'extérieur et est cooling of the cutting elements, nozzles are arranged in front of the groups of cutting elements and the orientation of their jets of rinsing liquid is such that the efficiency of the respective cutting elements is maintained. Since the split-face cutting elements simply have to cut the formation, the dislodged drill chip as by a plow slides laterally between two adjacent cutting elements. This tangential direction is also imposed on the flushing flow of the rinsing liquid discharged by the associated nozzles, which facilitates the longitudinal sliding of the chip at the partial faces of the cutting elements with a divided leading face, which make an angle with the other, and prevents any obstruction of the space provided between the cutting elements. The nozzles disposed in front of the planar face cutting elements subject the flow of rinsing liquid to a radial component so that the chip moving along the leading faces of these cutting elements is discarded. outward and is
cisaillé et que les déblais de forage peuvent être évacués. sheared and that cuttings can be removed.
La face d'attaque de cet élément de coupe peut dans ce cas aussi être disposée sous un angle par rapport à The leading face of this cutting element can in this case also be arranged at an angle to
la direction de coupe, pour produire un effet de char- cutting direction, to produce an effect of
ruage orienté vers l'extérieur.ruage oriented outwards.
Alors que les éléments de coupe à face d'attaque plane sont de préférence faits d'une mince couche de diamant fritté polycristallin et qu'ils While flat-face cutting elements are preferably made of a thin layer of sintered polycrystalline diamond and they
sont fixés chaque fois sur un corps de support unifor- are fixed each time on a uniform support body.
mément soutenu, les éléments de coupe à face d'attaque supported memento, cutting elements to attack face
divisée peuvent être constitués par du dia- divided may consist of di-
mant naturel ou du diamant fritté polycristallin divisé par un procédé de clivage. Les éléments de coupe sont dans ce cas incorporés à des supports natural mantle or polycrystalline sintered diamond divided by a cleavage method. The cutting elements are in this case incorporated into the supports
spéciaux et y sont ancrés de manière sûre. and are securely anchored.
D'autres réalisations de l'invention ressor- Other embodiments of the invention
tiront clairement des revendications 2 à 25 et de la clearly from claims 2 to 25 and the
description d'un exemple de réalisation donné ci- description of an exemplary embodiment given below.
après avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'un after with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of a
trépan de forage rotatif qui est équipé d'une combi- rotary drill bit which is equipped with a combination
naison des éléments de coupe mentionnés plus haut; la Fig. 2 est une projection du plan de coupe d'un groupe d'éléments de coupe à face d'attaque divisée et d'un groupe d'éléments de coupe à face d'attaque plane; la Fig. 3 illustre une variante de la forme d'exécution représentée sur la Fig. 2, et les Fig. 4a, 4b, 4c et 5a, 5b, 5c illustrent d'autres possibilités d'agencement des éléments de coupe. season of the cutting elements mentioned above; FIG. 2 is a projection of the cutting plane of a group of cutters with a divided leading face and a group of flat face cutting elements; FIG. 3 illustrates a variant of the embodiment shown in FIG. 2, and FIGS. 4a, 4b, 4c and 5a, 5b, 5c illustrate other possibilities of arrangement of the cutting elements.
La Fig. 1 illustre un trépan de forage rota- Fig. 1 illustrates a rotary drill bit
tif qui comprend un corps de raccordement 1, un embout fileté 2 pour assurer la jonction à un train de tiges de forage et une tête portant des couteaux 3, 4. Ces couteaux 3 et 4 comprennent des éléments de coupe 5 et 6 saillants disposés en des groupes en forme de bandes et s'étendent sous la forme de surélévations en forme de paroi, radialement à partir de la zone de base du trépan vers son centre. Dans la zone de base, cette surélévation est prolongée sur une courte distance axiale et est pourvue d'une couche de matière dure -7 qui est imprégnée de particules résistant à tif comprising a connecting body 1, a threaded end 2 for joining a drill string and a head bearing knives 3, 4. These knives 3 and 4 comprise cutting elements 5 and 6 salient arranged in bands in the form of strips and extend in the form of wall-shaped elevations, radially from the base area of the bit towards its center. In the base area, this elevation is extended over a short axial distance and is provided with a layer of hard material -7 which is impregnated with particles resistant to
l'abrasion ou qui en est garnie superficiellement. abrasion or which is covered superficially.
Des ajutages 8, 9 sont disposés dans chaque creux entre les surélévations devant les éléments de coupe pour guider le flux de liquide de rinçage et communiquent, du côté de leur admission, Nozzles 8, 9 are arranged in each recess between the elevations in front of the cutting elements to guide the flow of rinsing liquid and communicate, on the intake side,
avec un alésage intérieur. Les ajutages sont en nom- with an inner bore. The nozzles are in
bre inférieur aux éléments de coupe mais le cône de sortie du flux de rinçage est dimensionné de manière que tous les éléments de coupe soient suffisamment alimentés en liquide de rinçage. Les ajutages 8 associés aux éléments de coupe 5 ont une section lower than the cutting elements but the exit cone of the rinsing flow is dimensioned so that all the cutting elements are sufficiently supplied with rinsing liquid. The nozzles 8 associated with the cutting elements 5 have a section
transversale inférieure à celle des ajutages 9 asso- less transverse than that of the nozzles 9
ciés aux éléments de coupe 6. Les ajutages 8 sont orientés d'une manière telle qu'ils imposent au flux de rinçage une direction tangentielle au trépan de ,forage, vers les éléments de coupe 5. Les ajutages 9, par contre, imposent au flux de rinçage, à cause de leur orientation, une direction radiale vers la zone de base du trépan. Les éléments de coupe 6 sont formés de minces plaquettes de diamant fritté polycristallin The nozzles 8 are oriented in such a way that they impose on the rinsing flow a direction tangential to the drill bit towards the cutting elements 5. The nozzles 9, on the other hand, require the flushing flow, because of their orientation, a radial direction towards the base area of the bit. The cutting elements 6 are formed of thin polycrystalline sintered diamond chips
et sont fixés sur des corps de support en métal dur. and are fixed to hard metal support bodies.
Ces corps sont alors noyés dans. un corps matriciel These bodies are then drowned in. a matrix body
aggloméré par un liant. Les faces d'attaque des élé- agglomerated by a binder. The attacking faces of
ments de coupe 5 sont perpendiculaires à la direction 5 cutting edges are perpendicular to the direction
de coupe. Il est toutefois aussi possible de les dis- cutting. However, it is also possible to
poser selon un angle obtu de manière à entretenir apply at an obtuse angle to maintain
par un léger effet de charruage l'évacuation des co- by a slight effect of charruage the evacuation of co-
peaux vers la zone de base du trépan. Les éléments de coupe 5 sont faits de diamant naturel (cubes) et sont noyés dans des supports en métal dur qui sont skins to the base area of the trephine. The cutting elements 5 are made of natural diamond (cubes) and are embedded in hard metal supports which are
à leur tour placés dans un corps matriciel agglo- in turn placed in an agglomerative matrix body
méré par un liant. Les éléments de coupe 5 peuvent cependant aussi être formés par des corps en diamant fritté séparés. Dans le sens de coupe, chaque élément de coupe est délimité par deux surfaces disposées en coin qui, lors de l'opération de coupe, servent de by a binder. The cutting elements 5 may, however, also be formed by separate sintered diamond bodies. In the cutting direction, each cutting element is delimited by two wedge-shaped surfaces which, during the cutting operation, serve as
face d'attaque et,dans le plan de coupe, il est déli- the attack face and, in the cutting plane, it is deli-
mité par une surface en pointe qui sert de surface libre. Les trois arêtes formées par l'intersection des dites surfaces, forment des arêtes de coupe ou tranchants. La pointe formée par le point de jonction mitted by a pointed surface that serves as a free surface. The three edges formed by the intersection of said surfaces, form cutting edges or cutting edges. The point formed by the junction point
commun des arêtes de coupe et l'arête de coupe anté- of the cutting edges and the previous cutting edge
rieure exercent une pression superficielle si élevée above exert such a high surface pressure
sur la formation que les éléments de coupe sont assu- on the formation that the cutting elements are
rés de pénétrer dans la couche rocheuse. Deux élé- res to enter the rocky layer. Two
ments de coupe 5 voisins sont séparés par un espace intermédiaire suffisant pour permettre le passage du 5 cutting edges are separated by an intermediate space sufficient to allow the passage of the
copeau d'entaillage.notch chip.
La coopération des éléments de coupe préci- The cooperation of the precise cutting elements
tés sera examinée à présent avec référence à un schéma will now be examined with reference to a schematic
de coupe projeté dans le plan. Un tel dessin est re- of cut projected in the plane. Such a drawing is
présenté sur la Fig. 2. Le dessin est limité à deux couteaux coopérants comprenant le couteau 3 portant des éléments de coupe à face d'attaque divisée *et le cquteau 4 qui dans ce cas spécial porte des shown in FIG. 2. The drawing is limited to two cooperating knives comprising the knife 3 carrying cutting elements with a divided leading face * and the cup 4 which in this special case bears
éléments de coupe 6 à face d'attaque plane et à con- cutting elements 6 with a flat attack face and
tour de tranchant circulaire. Les chiffres de réfé- circular cutting edge. The reference figures
rence 18 et 19 désignent la plaquette de coupe et le corps de support tandis que les chiffres 16 et 17 18 and 19 refer to the cutting insert and the support body, while figures 16 and 17
désignent l'élément de coupe à face d'attaque di- designate the cutting element with diagonally
visée et à configuration prismatique ainsi que son support. Les faces d'attaque de l'élément de coupe prismatique sont indiquées en 12, tandis que la face d'attaque de l'élément de coupe circulaire est indiquée en 13. Les lignes de coupe 10 et 11 qui indiquent le lieu de la pénétration la plus profonde des éléments de coupe dans la formation, montrent que les éléments de coupe sont décalés en quinconce. Le target and prismatic configuration and its support. The leading faces of the prismatic cutting element are indicated at 12, while the leading face of the circular cutting element is indicated at 13. The cutting lines 10 and 11 which indicate the location of the penetration the deepest cutting elements in the formation, show that the cutting elements are offset staggered. The
flux de rinçage débité par des ajutages non représen- rinsing flow from nozzles
tés est matérialisé par les flèches 14 et 15. Le flux de rinçage s'écoule tout d'abord dans le sens opposé à is shown by arrows 14 and 15. The flushing flow first flows in the opposite direction to
la rotation du trépan, par les intervalles sé- rotation of the bit, by the intervals
parant les éléments de coupe 6 prismatiques,puis chan- paranting the prismatic cutting elements 6 and then chan-
ge de direction et s'écoule vers l'extérieur le long direction and flows outward along
des éléments de coupe 5 de forme circulaire. Le co- cutting elements 5 of circular shape. The co-
peau raclé est représenté schématiquement le long du trajet décrit par les éléments de coupe. Alors scraped skin is shown schematically along the path described by the cutting elements. So
que la formation est simplement défoncée par les élé- that the training is simply shattered by the
ments de coupe prismatiques, le raclage proprement prismatic cutters, scraping cleanly
dit est assuré par les éléments de coupe circulaires. said is provided by the circular cutting elements.
Dans ce cas, il est évident que les éléments de coupe se complètent dans l'opération de coupe et que le rinçage contribue à faire passer les déblais In this case, it is obvious that the cutting elements complement each other in the cutting operation and that the rinsing contributes to passing the cuttings
de forage raclés le long des faces d'attaque des élé- drilled along the leading faces of the
ments de coupe et à les évacuer vers l'extérieur. cuts and to evacuate them to the outside.
A titre de variante de la forme d'exécution représentée sur la Fig. 2, la Fig. 3 illustre des As a variant of the embodiment shown in FIG. 2, FIG. 3 illustrates
éléments de coupe 6 à face d'attaque 13 plane, dis- cutting elements 6 with a flat face
posés sous un angle, et des éléments de coupe 5 à face d'attaque 12 divisée dont les faces partielles forment des angles légèrement inférieurs à 1800. Une placed at an angle, and cutting elements 5 with a divided front face 12 whose partial faces form angles slightly smaller than 1800.
valeur comprise entre 0 et 40 s'est avérée avanta- value between 0 and 40 proved to be
geuse pour l'angle de montage des éléments de coupe 6. gage for the mounting angle of the cutting elements 6.
Une coopération entre les deux genres Cooperation between the two genres
d'éléments de coupe est également obtenue avec d'au- of cutting elements is also obtained with
tres agencements que ceux représentés sur les Fig.l à 3. Bien entendu, le guidage décrit du liquide de rinçage par sélection et orientation d'ajutages Very different arrangements than those shown in FIGS. 1 to 3. Of course, the guide describes the rinsing liquid by selection and orientation of nozzles.
adéquats ne peut plus être utilisé sans plus. adequate can no longer be used without more.
Les Fig. 4a, 4b et 4c illustrent un montage combiné des différents éléments de coupe 5, 6 sur un couteau 20, 21. Figs. 4a, 4b and 4c illustrate a combined assembly of the different cutting elements 5, 6 on a knife 20, 21.
Dans le montage des éléments de coupe re- In the assembly of the cutting elements re-
présenté sur les Fig. 4a-et 4c, la formation est shown in Figs. 4a and 4c, the training is
entaillée par les éléments de coupe 5 à face d'atta- notched by the cutting elements 5 to face attack
que 12 divisée et est raclée par les éléments de that 12 divided and is scraped by the elements of
coupe 6 à face d'attaque 13 plane montés sur le cou- cutter 6 with a front face 13 flat mounted on the cou-
teau 20 qui suit dans le sens de rotation. water 20 which follows in the direction of rotation.
Dans la version représentée sur la Fig.4b, In the version shown in Fig.4b,
l'entaillage et le raclage de la formation sont ef- the scoring and scraping of the formation are
- fectués par le même couteau car ce couteau comprend les deux genres d'éléments de coupe disposés d'une manière correspondant à la séquence de travail à savoir les éléments de coupe 6 derrière les éléments - Made by the same knife because this knife comprises the two kinds of cutting elements arranged in a manner corresponding to the working sequence namely the cutting elements 6 behind the elements
de coupe 5.cutting 5.
Les Fig. 5a, 5b et 5c illustrent des monta- Figs. 5a, 5b and 5c illustrate
ges qui sont formés d'une combinaison des couteaux 20 ou 21, comme le montrent les Fig. 4a, 4b et 4c, avec les couteaux 3 et 4 de la Fig.2. La coordination des éléments de coupe 5 à face d'attaque 12 divisée which are formed of a combination of knives 20 or 21, as shown in Figs. 4a, 4b and 4c, with the knives 3 and 4 of Fig.2. The coordination of the cutting elements 5 to the attacking face 12 divided
et 6 à face d'attaque 13 plane est dans ce cas possi- and 6 planar attacking face 13 is in this case possible
ble lorsque les éléments de coupe sont disposés soit when the cutting elements are
ensemble, soit séparément sur les couteaux. together, either separately on the knives.
La Fig. 6 illustre une coupe d'allure radiale dans la formation forée et montre les faces d'attaque des éléments de coupe, les éléments de coupe 5 à face d'attaque 12 divisée étant disposés devant Fig. 6 illustrates a section of radial course in the drilled formation and shows the leading faces of the cutting elements, the cutting elements 5 with divided front face 12 being arranged in front of
les éléments de coupe 6 à face d'attaque 13 plane. the cutting elements 6 with the leading face 13 plane.
La distance entre les éléments de coupe 5,6 coopérants peut être choisie si grande que les domaines de coupe The distance between the cooperating cutting elements 5, 6 can be chosen so large that the cutting areas
soient adjacents l'un,à l'autre et que le copeaud'en- are adjacent to each other and that the copiousness
taillage s'étende dans la zone de coupe de l'élément de coupe suivant. Une efficacité de coupe certaine est cutting extends into the cutting area of the next cutting element. A certain cutting efficiency is
cependant atteinte lorsque les zones de coupe se che- however, when the cutting
vauchent partiellement.partially overlap.
La profondeur de coupe des éléments de coupe à face d'attaque 12 divisée peut également être The cutting depth of the divided cutting edge cutting elements 12 can also be
choisie différente de la profondeur de coupe des élé- chosen different from the depth of cut of
ments de coupe 6 à face d'attaque 13 plane, pour opti- miser la progression du forage du trépan pour une plasticité déterminée de la formation. Les positions FIG. 6 has a planar front face 13 for optimizing the drilling progress of the bit for a determined plasticity of the formation. The positions
a, b et c sur la Fig. 6 illustrent diverses profon- a, b and c in FIG. 6 illustrate various depths
deurs de coupe.cutters.
La Fig. 7 illustre une coupe longitudinale essentiellement tangentielle d'un trépan de forage rotatif travaillant dans la formation. Le plan de coupe illustré suit la ligne en traits de chaînette représentéesur la Fig. 2. L'agencement des couteaux, des éléments de coupe et des ajutages déjà décrits Fig. 7 illustrates a substantially tangential longitudinal section of a rotary drill bit working in the formation. The illustrated sectional plane follows the line in chain lines shown in FIG. 2. The arrangement of knives, cutting elements and nozzles already described
avec référence à la description des Fig. 1 et 2 sera with reference to the description of Figs. 1 and 2 will be
ici encore une fois précisé. De plus la coordination des éléments de coupe, mentionnés dans la Fig. 2, est visible selon une perspective latérale à la direction here again specified. In addition the coordination of the cutting elements, mentioned in FIG. 2, is visible from a lateral perspective to the direction
de coupe.cutting.
La Fig. 8 illustre la corrélation des ex- Fig. 8 illustrates the correlation of
pressions suivantes utilisées dans le présent mémoire: "face d'attaque plane" 13 et "face d'attaque divisée" 12 et montre l'angle formé entre les faces partielles The following pressures are used herein: "planar face" 13 and "divided leading face" 12 and shows the angle formed between the partial faces
de la face d'attaque divisée 12 qui doit être infé- of the divided attack face 12 which must be less than
rieur à 1800.at 1800.
1 C?1 C?
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| FR2492450B1 FR2492450B1 (en) | 1985-04-26 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| GB (1) | GB2086451B (en) |
| MX (1) | MX155882A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2503242A1 (en) * | 1981-04-01 | 1982-10-08 | Christensen Inc | ROTARY DRILLING TREPAN FOR DEEP DRILLING |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4538690A (en) * | 1983-02-22 | 1985-09-03 | Nl Industries, Inc. | PDC cutter and bit |
| US4499959A (en) * | 1983-03-14 | 1985-02-19 | Christensen, Inc. | Tooth configuration for an earth boring bit |
| US4533004A (en) * | 1984-01-16 | 1985-08-06 | Cdp, Ltd. | Self sharpening drag bit for sub-surface formation drilling |
| US4540056A (en) * | 1984-05-03 | 1985-09-10 | Inco Limited | Cutter assembly |
| US4602691A (en) * | 1984-06-07 | 1986-07-29 | Hughes Tool Company | Diamond drill bit with varied cutting elements |
| USRE33757E (en) * | 1984-06-07 | 1991-12-03 | Dresser Industries, Inc. | Diamond drill bit with varied cutting elements |
| US4744427A (en) * | 1986-10-16 | 1988-05-17 | Eastman Christensen Company | Bit design for a rotating bit incorporating synthetic polycrystalline cutters |
| US5265685A (en) * | 1991-12-30 | 1993-11-30 | Dresser Industries, Inc. | Drill bit with improved insert cutter pattern |
| US5314033A (en) * | 1992-02-18 | 1994-05-24 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit having combined positive and negative or neutral rake cutters |
| US5558170A (en) * | 1992-12-23 | 1996-09-24 | Baroid Technology, Inc. | Method and apparatus for improving drill bit stability |
| GB9314954D0 (en) * | 1993-07-16 | 1993-09-01 | Camco Drilling Group Ltd | Improvements in or relating to torary drill bits |
| US5595252A (en) * | 1994-07-28 | 1997-01-21 | Flowdril Corporation | Fixed-cutter drill bit assembly and method |
| GB9421924D0 (en) * | 1994-11-01 | 1994-12-21 | Camco Drilling Group Ltd | Improvements in or relating to rotary drill bits |
| US5607025A (en) * | 1995-06-05 | 1997-03-04 | Smith International, Inc. | Drill bit and cutting structure having enhanced placement and sizing of cutters for improved bit stabilization |
| US5979571A (en) * | 1996-09-27 | 1999-11-09 | Baker Hughes Incorporated | Combination milling tool and drill bit |
| GB9712342D0 (en) * | 1997-06-14 | 1997-08-13 | Camco Int Uk Ltd | Improvements in or relating to rotary drill bits |
| US5778994A (en) * | 1997-07-29 | 1998-07-14 | Dresser Industries, Inc. | Claw tooth rotary bit |
| US7025156B1 (en) * | 1997-11-18 | 2006-04-11 | Douglas Caraway | Rotary drill bit for casting milling and formation drilling |
| DE60100727T2 (en) * | 2000-08-21 | 2004-07-22 | Camco International (Uk) Ltd., Stonehouse | Multi-directional cutting elements for bi-central drilling tools for drilling a casing shoe |
| US6527065B1 (en) * | 2000-08-30 | 2003-03-04 | Baker Hughes Incorporated | Superabrasive cutting elements for rotary drag bits configured for scooping a formation |
| US7395882B2 (en) | 2004-02-19 | 2008-07-08 | Baker Hughes Incorporated | Casing and liner drilling bits |
| US7624818B2 (en) | 2004-02-19 | 2009-12-01 | Baker Hughes Incorporated | Earth boring drill bits with casing component drill out capability and methods of use |
| US7954570B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-06-07 | Baker Hughes Incorporated | Cutting elements configured for casing component drillout and earth boring drill bits including same |
| JP2006009538A (en) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Sanwa Kizai Co Ltd | Excavating bit and excavating head |
| US7237628B2 (en) * | 2005-10-21 | 2007-07-03 | Reedhycalog, L.P. | Fixed cutter drill bit with non-cutting erosion resistant inserts |
| US7621351B2 (en) | 2006-05-15 | 2009-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Reaming tool suitable for running on casing or liner |
| US7954571B2 (en) | 2007-10-02 | 2011-06-07 | Baker Hughes Incorporated | Cutting structures for casing component drillout and earth-boring drill bits including same |
| US8245797B2 (en) | 2007-10-02 | 2012-08-21 | Baker Hughes Incorporated | Cutting structures for casing component drillout and earth-boring drill bits including same |
| US8505634B2 (en) | 2009-12-28 | 2013-08-13 | Baker Hughes Incorporated | Earth-boring tools having differing cutting elements on a blade and related methods |
| EP2531690B1 (en) | 2010-02-05 | 2019-04-03 | Baker Hughes, a GE company, LLC | Shaped cutting elements on drill bits and other earth-boring tools, and methods of forming same |
| US8851207B2 (en) | 2011-05-05 | 2014-10-07 | Baker Hughes Incorporated | Earth-boring tools and methods of forming such earth-boring tools |
| SA111320671B1 (en) | 2010-08-06 | 2015-01-22 | بيكر هوغيس انكور | Formed cutting agents for ground drilling tools and ground drilling tools, including these cutting tools and their related methods |
| EP2812523B1 (en) | 2012-02-08 | 2019-08-07 | Baker Hughes, a GE company, LLC | Shaped cutting elements for earth-boring tools and earth-boring tools including such cutting elements |
| WO2015111016A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Tercel Ip Limited | Drill bit for drilling a borehole |
| EP3463777B1 (en) | 2016-05-27 | 2023-07-05 | Joy Global Underground Mining LLC | Cutting device with wear elements |
| CN112627738A (en) * | 2020-12-03 | 2021-04-09 | 武穴市明锐机械股份有限公司 | Drill bit with mud bag preventing function |
| CN113338797B (en) * | 2021-07-02 | 2024-03-01 | 常州市捷甲非开挖管道技术有限公司 | Walking rotary drill |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE270185C (en) * | ||||
| US1913550A (en) * | 1930-04-08 | 1933-06-13 | Charles K Holt | Drill bit |
| US2648524A (en) * | 1946-11-23 | 1953-08-11 | Dionisotti Joseph | Mining trepan |
| US2960312A (en) * | 1957-06-07 | 1960-11-15 | Charles W Kandle | Drill cutting head |
| CA659574A (en) * | 1963-03-19 | H. Davis Sidney | Drilling bit | |
| FR2388982A1 (en) * | 1977-04-25 | 1978-11-24 | Christensen Inc | DIAMOND DRILL BIT FOR SOFT AND HALF-HARD ROCKS |
| FR2423626A1 (en) * | 1978-04-21 | 1979-11-16 | Christensen Inc | ROTARY DRILL BIT FOR DEEP DRILLS |
| FR2443560A1 (en) * | 1978-10-02 | 1980-07-04 | Gen Electric | IMPROVED BLADE FOR DRILL BITS |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU686635A3 (en) * | 1975-08-30 | 1979-09-15 | Геверкшафт Эйзенхютте Вестфалия (Фирма) | Cutter for coal planer |
| US4143902A (en) * | 1977-04-20 | 1979-03-13 | Johnstone Thomas V | Utility unit for camper vehicles |
| DE2719330C3 (en) * | 1977-04-30 | 1984-01-05 | Christensen, Inc., 84115 Salt Lake City, Utah | Rotary drill bit |
| US4202419A (en) * | 1979-01-11 | 1980-05-13 | Dresser Industries, Inc. | Roller cutter with major and minor insert rows |
-
1980
- 1980-10-21 DE DE3039632A patent/DE3039632C2/en not_active Expired
-
1981
- 1981-09-11 GB GB8127511A patent/GB2086451B/en not_active Expired
- 1981-09-30 MX MX189428A patent/MX155882A/en unknown
- 1981-10-16 CA CA000388126A patent/CA1159047A/en not_active Expired
- 1981-10-19 AU AU76601/81A patent/AU539781B2/en not_active Ceased
- 1981-10-20 BE BE0/206299A patent/BE890801A/en not_active IP Right Cessation
- 1981-10-20 FR FR8119699A patent/FR2492450A1/en active Granted
- 1981-10-21 JP JP56167312A patent/JPS57100288A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE270185C (en) * | ||||
| CA659574A (en) * | 1963-03-19 | H. Davis Sidney | Drilling bit | |
| US1913550A (en) * | 1930-04-08 | 1933-06-13 | Charles K Holt | Drill bit |
| US2648524A (en) * | 1946-11-23 | 1953-08-11 | Dionisotti Joseph | Mining trepan |
| US2960312A (en) * | 1957-06-07 | 1960-11-15 | Charles W Kandle | Drill cutting head |
| FR2388982A1 (en) * | 1977-04-25 | 1978-11-24 | Christensen Inc | DIAMOND DRILL BIT FOR SOFT AND HALF-HARD ROCKS |
| FR2423626A1 (en) * | 1978-04-21 | 1979-11-16 | Christensen Inc | ROTARY DRILL BIT FOR DEEP DRILLS |
| FR2443560A1 (en) * | 1978-10-02 | 1980-07-04 | Gen Electric | IMPROVED BLADE FOR DRILL BITS |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2503242A1 (en) * | 1981-04-01 | 1982-10-08 | Christensen Inc | ROTARY DRILLING TREPAN FOR DEEP DRILLING |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3039632C2 (en) | 1982-12-16 |
| JPS57100288A (en) | 1982-06-22 |
| DE3039632A1 (en) | 1982-05-06 |
| CA1159047A (en) | 1983-12-20 |
| AU7660181A (en) | 1982-04-29 |
| GB2086451B (en) | 1984-09-05 |
| MX155882A (en) | 1988-01-27 |
| BE890801A (en) | 1982-02-15 |
| AU539781B2 (en) | 1984-10-18 |
| FR2492450B1 (en) | 1985-04-26 |
| GB2086451A (en) | 1982-05-12 |
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| WO2009083667A2 (en) | Surgical drill with two directions of rotation |
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