JPS5826182A - ア−スボ−リングビツト - Google Patents
ア−スボ−リングビツトInfo
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- JPS5826182A JPS5826182A JP57134627A JP13462782A JPS5826182A JP S5826182 A JPS5826182 A JP S5826182A JP 57134627 A JP57134627 A JP 57134627A JP 13462782 A JP13462782 A JP 13462782A JP S5826182 A JPS5826182 A JP S5826182A
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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
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
- E21B10/61—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids characterised by the nozzle structure
-
- 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
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/18—Roller bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
-
- 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
- E21B10/62—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアースポーリング用のドリルビットに係り、一
層詳細には、掘削穴の底に向けてドリリング流体を吐出
するための改良されたドリルビットノズルに係る。
層詳細には、掘削穴の底に向けてドリリング流体を吐出
するための改良されたドリルビットノズルに係る。
油井およびガス井を掘削するための最も一般的な形式の
ビットは３つの回転可能なほぼ円錐状のカッタを有する
。カッタはドリリング中に破砕の役割をするーを有する
。流体がドリルストリングを通じて下方に圧送され、ビ
ットの３つの出口から吐出される。この流体はビットを
冷却し、かつ被掘削物を掘削穴の底から地表へ除去する
役割をする。
ビットは３つの回転可能なほぼ円錐状のカッタを有する
。カッタはドリリング中に破砕の役割をするーを有する
。流体がドリルストリングを通じて下方に圧送され、ビ
ットの３つの出口から吐出される。この流体はビットを
冷却し、かつ被掘削物を掘削穴の底から地表へ除去する
役割をする。
ドリリング流体としては、たとえば、砂粒を含み“マッ
ド”と呼ばれる液状スラリーが用いられる。浸食を減す
るため、焼結タングステンカーバイドから成るノズルが
ビットの流体出口に取付けられている。各ノズルは先細
りの軸線方向の孔を有する短管である。圧送圧力が高く
、またマットの浸食性が強いため、ノズルは移動しない
ように堅固に流体出口に取付けられていなければならな
い。また、ノズル保持体も、浸食回避のため、ある程度
まで遮蔽されていなければならない。加えてノズルの外
！部は、流体がノズル外壁−出口内［１問を通プて漏出
し出口を浸食するのを防止するため、出口の内壁部に密
封を保って取付けられていなければならない。
ド”と呼ばれる液状スラリーが用いられる。浸食を減す
るため、焼結タングステンカーバイドから成るノズルが
ビットの流体出口に取付けられている。各ノズルは先細
りの軸線方向の孔を有する短管である。圧送圧力が高く
、またマットの浸食性が強いため、ノズルは移動しない
ように堅固に流体出口に取付けられていなければならな
い。また、ノズル保持体も、浸食回避のため、ある程度
まで遮蔽されていなければならない。加えてノズルの外
！部は、流体がノズル外壁−出口内［１問を通プて漏出
し出口を浸食するのを防止するため、出口の内壁部に密
封を保って取付けられていなければならない。
１つの一般的な形式のノズル組立体は、ノズルの底のす
ぐ下に出口に形成された溝に配置されたスナップリング
を用いている。もしマッドがとりわけ浸食性の強いもの
であれば、浸食回避のためスナップリングの下方に延び
る囲いまたは延長部分を有するノズルが用いられる。密
封のためには出口に形成された溝に０リングが配置され
ている。
ぐ下に出口に形成された溝に配置されたスナップリング
を用いている。もしマッドがとりわけ浸食性の強いもの
であれば、浸食回避のためスナップリングの下方に延び
る囲いまたは延長部分を有するノズルが用いられる。密
封のためには出口に形成された溝に０リングが配置され
ている。
このノズル組立体は良好な特性を有するが、保持！ＩＩ
およびＯリングに対する溝の位鍍に卑い精度を必要とす
る。またノズルの囲いとノズルのボディとの閤に材料疲
労によるひび割れが生ずるおそれがある。
およびＯリングに対する溝の位鍍に卑い精度を必要とす
る。またノズルの囲いとノズルのボディとの閤に材料疲
労によるひび割れが生ずるおそれがある。
他の公知のノズル組立体は、ノズルを一締付けるように
ねじを切られた環を用いている。−例では、テーバ付き
内孔を有する環がノズルの外周に形成されたテーバ付き
部分に雌雄゛結合関係で押付けられる。この方法では、
ノズルをピットに堅固に取付けることができるが、０リ
ングが通常の仕方で溝のなかに配−されているため、溝
の機械加工に高精度を必要とする点では他の方法と変わ
りがない。
ねじを切られた環を用いている。−例では、テーバ付き
内孔を有する環がノズルの外周に形成されたテーバ付き
部分に雌雄゛結合関係で押付けられる。この方法では、
ノズルをピットに堅固に取付けることができるが、０リ
ングが通常の仕方で溝のなかに配−されているため、溝
の機械加工に高精度を必要とする点では他の方法と変わ
りがない。
本発明の主な目的は、高精度の溝加工の必要をなくした
アースボーリングビットを提供することである。
アースボーリングビットを提供することである。
本発明によれば、ノズルはその外周にテーバ付き部分を
有する。外ねじ部を有する保持環が通路出口の内ねじ部
にねじ込まれる。保持環はノズル外周のテーバ付き部分
と雌雄結合するテーバ付き部分を有し、それによりノズ
ルを通路内壁の肩部に押付ける。弾性パツキン、好まし
くは。リングが保持環の上側リムとノズルのテーバ付き
部分と通路の内壁との闇の空間に挾まれる。保持環が通
路にねじ込まれると、この空間で０リングが変形し、そ
の状態で所期の密封効果が得られる。密封のために、従
来のように高精度の溝加工を必要としない。
有する。外ねじ部を有する保持環が通路出口の内ねじ部
にねじ込まれる。保持環はノズル外周のテーバ付き部分
と雌雄結合するテーバ付き部分を有し、それによりノズ
ルを通路内壁の肩部に押付ける。弾性パツキン、好まし
くは。リングが保持環の上側リムとノズルのテーバ付き
部分と通路の内壁との闇の空間に挾まれる。保持環が通
路にねじ込まれると、この空間で０リングが変形し、そ
の状態で所期の密封効果が得られる。密封のために、従
来のように高精度の溝加工を必要としない。
第１図には、本発明に従って構成されたノズル１３を有
する通常のドリルピット１１が示されている。ドリルピ
ット１１は組立時に互いに溶接された３つの頭部から成
るボディ１５を有する。、回転可能なカッタ１６が各頭
部の取付ピン（図示せず）に取付けられている。各カッ
タは雌雄結合穴に互いに・保合して取付けられたタング
ステンカーバイド・インサートから成る破砕＃１１７を
有する。
する通常のドリルピット１１が示されている。ドリルピ
ット１１は組立時に互いに溶接された３つの頭部から成
るボディ１５を有する。、回転可能なカッタ１６が各頭
部の取付ピン（図示せず）に取付けられている。各カッ
タは雌雄結合穴に互いに・保合して取付けられたタング
ステンカーバイド・インサートから成る破砕＃１１７を
有する。
−１７はカッタ１６の鋼殻にミル加工されたものであっ
てもよい。ドリルピット１１はその上端に、ドリルパイ
プ（図示せず）の下端への取付用の１組の外ね６部１９
を有する。ドリルピット１１は、ドリルパイプを通じて
下方に圧送されるドリリング流体を受入れるための軸線
方向通路２１を有する。
てもよい。ドリルピット１１はその上端に、ドリルパイ
プ（図示せず）の下端への取付用の１組の外ね６部１９
を有する。ドリルピット１１は、ドリルパイプを通じて
下方に圧送されるドリリング流体を受入れるための軸線
方向通路２１を有する。
第２図をも参照すると、通路２１は１２０’［ｌ隔の３
つの通路２３に分かれている。（そのうち１つが図示さ
れている）。各通路２３には２つのカッタ１６の間でビ
ット１１°の側面に配置され・ており、掘削穴の底に向
けて流体を吐出するべくほぼ下方に向けられている。各
通路２３は円筒状の出口２５を含んでおり、出口２５の
直径はそのすぐ上流側の通路２３の直径よりも大きい。
つの通路２３に分かれている。（そのうち１つが図示さ
れている）。各通路２３には２つのカッタ１６の間でビ
ット１１°の側面に配置され・ており、掘削穴の底に向
けて流体を吐出するべくほぼ下方に向けられている。各
通路２３は円筒状の出口２５を含んでおり、出口２５の
直径はそのすぐ上流側の通路２３の直径よりも大きい。
出口２５は通路２３の下端部を形成しており、出口２５
の上端は下向きの肩部２７で境いされている。内ねじ部
２８が出口２５の下端に形成されており、内ねじ部の上
端には応力逃がしおよび外ねじ逃がしのための溝に終端
している。
の上端は下向きの肩部２７で境いされている。内ねじ部
２８が出口２５の下端に形成されており、内ねじ部の上
端には応力逃がしおよび外ねじ逃がしのための溝に終端
している。
ノズル１３は出口２５のなかに密に嵌合して受入れられ
ている。ノズル１３は軸線方向の貫通通路２９を有する
。通路２９は円筒状の上側または入口部分とそれよりも
直径の小さい円筒状の下側または出口部分と両部分間の
移行個所である先細りの部分とから成っている。通路２
９の上側部分の直径は出口よりも少し小さい。
ている。ノズル１３は軸線方向の貫通通路２９を有する
。通路２９は円筒状の上側または入口部分とそれよりも
直径の小さい円筒状の下側または出口部分と両部分間の
移行個所である先細りの部分とから成っている。通路２
９の上側部分の直径は出口よりも少し小さい。
ノズル１３は通路２９の入口を囲繞し出口２５の肩部２
７に当接する上側リム１３ａを有する。
７に当接する上側リム１３ａを有する。
ノズル１３は出口２５の内壁部に密に嵌合する上側円筒
状部分１３ｂを有する。上側部分１３ｂはノズル１３の
軸線方向全長の約半分の長さを有する。切頭円錐状のテ
ーバ付き肩部または中間部分１３ｃが上側部分１３ｂの
下側に続いている。下側円筒状部分１３ｄがテーバ付き
肩１ｉ１３ｃの下側に続いており、ノズル１３の下端に
延びている。
状部分１３ｂを有する。上側部分１３ｂはノズル１３の
軸線方向全長の約半分の長さを有する。切頭円錐状のテ
ーバ付き肩部または中間部分１３ｃが上側部分１３ｂの
下側に続いている。下側円筒状部分１３ｄがテーバ付き
肩１ｉ１３ｃの下側に続いており、ノズル１３の下端に
延びている。
下側部分１３ｄは上側部分１３ｂの直径の約３／４の直
径と上側部分１３ｂの良さの約３／４の長さとを有する
。
径と上側部分１３ｂの良さの約３／４の長さとを有する
。
ノズル１３は焼結タングステンカーバイドから通常の仕
方で形成されていることが好ましい。基本的に、焼結法
では、タングステンカーバイドの粉末が結合剤と共に型
のなかに圧入され、炉内で加熱されることにより所望の
形状のノズル１３に成形される。
方で形成されていることが好ましい。基本的に、焼結法
では、タングステンカーバイドの粉末が結合剤と共に型
のなかに圧入され、炉内で加熱されることにより所望の
形状のノズル１３に成形される。
保持環３１がノズル１３を通路出口２５のなかに取付け
るのに用いられている。保持環３１は外周に、出口２５
の内ねじ部と係合する外ねじ部を有する円環状部材であ
る。保持環３１は軸線方向に円筒状の孔３５を有し、こ
の孔３５とノズルの下側部分１３ｄとはゆるく嵌合する
。上側リム３１ａが孔３５を囲繞している。上側リム３
１ａは通路出口２５の軸線に対して垂直な平面内にある
。
るのに用いられている。保持環３１は外周に、出口２５
の内ねじ部と係合する外ねじ部を有する円環状部材であ
る。保持環３１は軸線方向に円筒状の孔３５を有し、こ
の孔３５とノズルの下側部分１３ｄとはゆるく嵌合する
。上側リム３１ａが孔３５を囲繞している。上側リム３
１ａは通路出口２５の軸線に対して垂直な平面内にある
。
孔３５と上側リム３１ａとが交わる個所はノズルのテー
バ付き部分１３ｃと同一の角度でテーバを付けられたは
す縁または円錐部分として形成されている。テーバの角
度は通路出口２５の軸線に対して４５＠であることが好
ましい。
バ付き部分１３ｃと同一の角度でテーバを付けられたは
す縁または円錐部分として形成されている。テーバの角
度は通路出口２５の軸線に対して４５＠であることが好
ましい。
弾性パツキン３７、好ましくは通常のＯリングがノズル
のテーバ付き部分３１Ｃと通路出口２５の内壁と保持環
の上側リム３１ａとの闇の空間に配ぽされている。この
空調は横断面で見て三角形である。０リング３７は上側
リム３１ａの半径方向幅よりも小さい直径を有する円形
横断面形状の環状部材である。
のテーバ付き部分３１Ｃと通路出口２５の内壁と保持環
の上側リム３１ａとの闇の空間に配ぽされている。この
空調は横断面で見て三角形である。０リング３７は上側
リム３１ａの半径方向幅よりも小さい直径を有する円形
横断面形状の環状部材である。
保持環３１はボディ１５の底面４１を越えて下方に突出
した円筒状延長部分または囲い３９を有する。第３図に
示されているように、延長部分３９は９０°ｍｕｍでそ
の端面に形成された４つの半径方向スロット４３を有す
る。スロット４３は保持環３１を出口２５のなかにねじ
込むためのキーまたは他の工具の受けとして用いられる
。ノズル１３の下端はボディ１５の底面４１と同一平面
で終端しており、保持環の延長部分３９は短距離だけ１
ノズル１３を越えて突出している。
した円筒状延長部分または囲い３９を有する。第３図に
示されているように、延長部分３９は９０°ｍｕｍでそ
の端面に形成された４つの半径方向スロット４３を有す
る。スロット４３は保持環３１を出口２５のなかにねじ
込むためのキーまたは他の工具の受けとして用いられる
。ノズル１３の下端はボディ１５の底面４１と同一平面
で終端しており、保持環の延長部分３９は短距離だけ１
ノズル１３を越えて突出している。
ノズルを組立てる際には、先ずノズル１３が出口２５の
なかに挿入される。０リング３７がノズルのテーバ付き
部分１３ｃのまわりに嵌められる。
なかに挿入される。０リング３７がノズルのテーバ付き
部分１３ｃのまわりに嵌められる。
その後、保持環３１が出口２５のなかにねじ込まれる。
それによりＯリング３７が保持環３１とノズル１３と出
口２５の内壁との闇で変形して、密封個所を形成する。
口２５の内壁との闇で変形して、密封個所を形成する。
保持環のはす縁３１ｂはノズルのテーバ付き部分１３ｃ
と雌雄結合して、ノズル１３を出口２５の肩部２７に押
付ける。
と雌雄結合して、ノズル１３を出口２５の肩部２７に押
付ける。
使用にあたっては、ドリルビットはドリルパイプのスト
リングの下端に取付けられ、通路２１の軸線のまわりに
回転される。各カッタ１６はその固有の軸線のまわりを
回転して、破砕を行う。マッドは通路２１、通路２３お
よびノズル通路２９を通じて圧送さ一九、掘削穴の底に
向けて吐出される。
リングの下端に取付けられ、通路２１の軸線のまわりに
回転される。各カッタ１６はその固有の軸線のまわりを
回転して、破砕を行う。マッドは通路２１、通路２３お
よびノズル通路２９を通じて圧送さ一九、掘削穴の底に
向けて吐出される。
本発明によれば、ノズルのテーバ付き部分を保持環のテ
ーバ付き部分で雌雄結合状態で押すことにより、ノズル
を所定の位置に堅固に保持することができる。またノズ
ルのテーバ付き部分と通路出口の内壁と保持環の上側リ
ムとの間に突形状態で挾まれた０リングにより流体に対
する密封個所が形成されるので、通路出口に高１１度の
溝加工を行う必要はない。
ーバ付き部分で雌雄結合状態で押すことにより、ノズル
を所定の位置に堅固に保持することができる。またノズ
ルのテーバ付き部分と通路出口の内壁と保持環の上側リ
ムとの間に突形状態で挾まれた０リングにより流体に対
する密封個所が形成されるので、通路出口に高１１度の
溝加工を行う必要はない。
本発明をその１つの好ましい実施例により説明してきた
が、本発明の範囲内で種々の変形が可能であることは当
業者により理解されよう。
が、本発明の範囲内で種々の変形が可能であることは当
業者により理解されよう。
第１図はドリルビットの切欠き斜視図により本発明に従
って構成されたノズル組立体を示を図である。 第２図は第１図中のノズル組立体の１つを拡大して示す
鉛直断面図である。 第３図はノズル組立体に用いられている保持環の底面図
である。 １１・・・ドリルビット、１３・・・ノズル、１５・・
・ボディ、１６・・・カッタ、１７・・・カッター、１
９・・・外ねじ部、２１・・・通路、２３・・・通路、
２５・・・出口。 ２７・・・−肩部、２８・・・内ねじ部、２９・・・通
路、３１・・・保持環、３５・・・孔、３７・・・Ｏリ
ング、３９・・・保持環囲い、４１・・・底面、４３・
・・スロット、１３ａ・・・上側リム、１３ｂ・・・上
側部分、１３Ｃ・・・テーノく付き部分、１３ｄ・・・
下側部分、３１ａ・・・上側藝ツム。
って構成されたノズル組立体を示を図である。 第２図は第１図中のノズル組立体の１つを拡大して示す
鉛直断面図である。 第３図はノズル組立体に用いられている保持環の底面図
である。 １１・・・ドリルビット、１３・・・ノズル、１５・・
・ボディ、１６・・・カッタ、１７・・・カッター、１
９・・・外ねじ部、２１・・・通路、２３・・・通路、
２５・・・出口。 ２７・・・−肩部、２８・・・内ねじ部、２９・・・通
路、３１・・・保持環、３５・・・孔、３７・・・Ｏリ
ング、３９・・・保持環囲い、４１・・・底面、４３・
・・スロット、１３ａ・・・上側リム、１３ｂ・・・上
側部分、１３Ｃ・・・テーノく付き部分、１３ｄ・・・
下側部分、３１ａ・・・上側藝ツム。
Claims (5)
- （１）ドリリング流体を吐出するためのノズルを内蔵し
た少なくとも１つの通路を有する形式のアースボーリン
グビットに於て、 上側リムより囲繞された孔を有する保持環が孔の上縁で
、ノズルを通路内に取付けるため、ノズルの外周に形成
されたテーパ付き部分に接触した状態で通路内に取付け
られており、 弾性パツキンがノズルのテーバ付き部分と通路の内壁と
保持環の上側リムとの間に変形状態で挾まれていること
を特徴とするアースボーリングビット。 - （２）ドリリング流体を吐出するためのノズルを内蔵し
た少なくとも１つの通路を有する形式のアースボーリン
グビットに於て、 上側リムにより囲繞された孔を有する保持環が孔の上縁
に形成された円錐部分でノズルの外周に形成された円錐
部分と雌雄結合した状態で通路内に取付けられており、 弾性パツキンがノズルの円錐部分と通路の内壁と保持環
の上側リムとの闇に変形状態で挾まれていることを特徴
とするアースボーリングビット。 - （３）アースボーリングビットに於て、ドリリング流体
を吐出するための手段が、 ドリルビット内に形成されており、下向き肩部とその下
側の円筒状内壁部とさらにその下側の内ねじ部とを有す
る少なくとも１つの通路と、通路の円筒状内壁部と密に
嵌合する円筒状外壁部とその下側の円錐部分とを有する
ノズルと、通路の内ねじ部と係合する外ねじ部と上側リ
ムにより囲繞された孔とを有し、孔の上縁に形成された
円錐部分でノズルの円錐部分と雌雄結合した状態でノズ
ルを通路の肩部に押付けている保持環と、 ノズルの円錐部分と通路の円筒状内壁部と保持環の上側
リムとの間に変形状態で挾まれている０リングと、 を含んでいることを特徴とするアースボーリングビット
。 - （４）アースボーリングビットに於て、ドリリング流体
を吐出するための手段が、 ドリルビット内に形成されており、下向き肩部とその下
側の円筒状内壁部とさらにその下側の内ねじ部とを有す
る少なくとも１つの通路と、上側の円筒状外壁部とそれ
よりも直径の小さい下側の円筒状外壁部と上下の円筒状
外壁部の間の移行個所である下向きテーバ付き肩部とを
有するノズルと、 通路の内ねじ部と係合する外ねじ部と上側リムにより囲
繞された孔とを有し、孔の上縁に形成されたはす縁でノ
ズルのテーバ付き肩部に接触した状態でノズルを通路の
肩部に押付けている保持環と、 ノズルのテーバ付き肩部と通路の円筒状内壁部と保持環
の上側リムとの間に変形状態で挾まれているＯリングと
、 を含んでおり、 ノズルの上側の円筒状外壁部は通路の円筒状内壁部に密
に嵌合し、他方ノズルの下側の円筒状外壁部は保持環の
孔にゆるく嵌合していることを特徴とするアースボーリ
ングビット。 - （５）アースボーリングビットに於て、ドリリング流体
を吐出するための手段が、 ドリルピット内に形成されており、下向き肩部とその下
側の円筒状内壁部とさらにその下側の内ね６部とを有す
る少なくとも１つの通路と、上側の円筒状外壁部とそれ
よりも直径の小さい下側の円筒状外壁部と上下の円筒状
外壁部の間の移行個所である下向きテーバ付き肩部とを
有するノズルと、 外ねじ部により通路内に取付けら−れており、上側リム
により囲繞された孔を有し、孔の内縁でノズルのテーバ
付き肩部に接触した状態でノズルを通路の肩部に押付け
ている保持環と、 上側リムの半径方向幅よりも大きくない横断面直径を有
し、ノズルのテーバ付き肩部と通路の円筒状内壁部と保
持環の上側リムとの間に変形状態で挾まれている０リン
グと、 を含んでおり、 ノズルの上側の円筒状外壁部は通路の円筒状内壁部に密
に嵌合し、他方ノズルの下側の円筒状外壁部は保持環の
孔にゆるく嵌合していることを特徴とするアースボーリ
ングビット。
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| JPH0224992B2 JPH0224992B2 (ja) | 1990-05-31 |
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