NO134710B

NO134710B -

Info

Publication number: NO134710B
Application number: NO4708/71A
Authority: NO
Inventors: T R Dysart
Original assignee: Dresser Ind
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-20
Publication date: 1976-08-23
Also published as: AU3566271A; CA959827A; NO134710C; US3659663A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår rotasjonsboring i jord- eller fjellgrunn, nærmere bestemt en anordning for opprøm-ming av et borehull og stabilisering av borstrengen. The present invention relates to rotary drilling in soil or rock, more specifically a device for reaming a drill hole and stabilizing the drill string.

Anordningen kan også betegnes som borstyreanordning. Et antall rulleverktøy, vanligvis tre, monteres i lengderetningen på en langstrakt hoveddel. Hoveddelen kan tilkoples som et element i en roterende borstreng. Vann, luft e.l., heretter for enkelthets skyld kalt borevæske, sirkuleres gjennom hoveddelen og en del av væsken avledes til rommet mellom de enkelte rulle-verktøy og akslene som de roterer på. The device can also be referred to as a drill guide device. A number of rolling tools, usually three, are mounted longitudinally on an elongated main body. The main part can be connected as an element in a rotating drill string. Water, air etc., henceforth for the sake of simplicity called drilling fluid, is circulated through the main part and part of the liquid is diverted to the space between the individual roller tools and the shafts on which they rotate.

Foreliggende oppfinnelse kan også brukes for boring av ladningshull i bergverksdrift. Hoveddelen innbefattes som et element i borstrengen, og monteres et stykke over borkronen. Vanligvis anvendes luft som borevæske ved boring av ladningshull. The present invention can also be used for drilling charge holes in mining operations. The main part is included as an element in the drill string, and is mounted some distance above the drill bit. Usually air is used as drilling fluid when drilling charge holes.

Opprømmings- og stabilisatoranordningen må være ro-bust uten å være utilbørlig stor, eller ha en diameter som ve-sentlig overskrider borstrengens diameter. Væske må kunne ledes mellom rulleverktøyene og akslene som de roterer på. I tillegg må anordningen kunne overføre borevæske fra borstrengelementet umiddelbart over den til borstrengelementet umiddelbart under den, og må ikke hindre væskesirkulasjonen. The raising and stabilizing device must be robust without being unduly large, or having a diameter that substantially exceeds the diameter of the drill string. Fluid must be able to pass between the rolling tools and the shafts on which they rotate. In addition, the device must be able to transfer drilling fluid from the drill string element immediately above it to the drill string element immediately below it, and must not impede fluid circulation.

En borstyreanordning er vist i US-patent 3 303 900. Hoveddelen kan tilkoples som et element i en borstreng. Et antall rulleverktøy som også virker til sentrering av anordningen, er dreibart montert rundt hoveddelens ytre omkrets. Innretningen for luftpassasje er tilveiebragt for å avlede en del av trykkluften fra borstrengen og levere den til rommet mellom hvert.rulleverktøy som det roterer på. A drill guide device is shown in US patent 3,303,900. The main part can be connected as an element in a drill string. A number of rolling tools, which also serve to center the device, are rotatably mounted around the outer circumference of the main part. The device for air passage is provided to divert part of the compressed air from the drill string and deliver it to the space between each rolling tool on which it rotates.

I US-patent 3 494 432 er vist en opprømmings- og stabilisatoranordning. Anordningen består av en overdel og en underdel. Overdelen og underdelen er forbundet ved hjelp av et antall hule rørformede komponenter og rulleverktøy er montert på disse rørformede komponenter. Væske sirkulerer gjennom anordningen idet den innføres i overdel og fortsetter gjennom den hule aksel og inn i underdelen. US patent 3,494,432 shows a lifting and stabilizing device. The device consists of an upper part and a lower part. The upper part and the lower part are connected by means of a number of hollow tubular components and rolling tools are mounted on these tubular components. Liquid circulates through the device as it is introduced into the upper part and continues through the hollow shaft and into the lower part.

Væskesirkulasjon gjennom tidligere kjente opprøm-mings- og stabilisatoranordninger har vist seg å være litt av et problem. Noen av de tidligere kjente anordninger har ikke vært sterke nok til å motstå de høye dreiemomenter som de utsettes for under boringen. Andre kjente anordninger har hindret sirkulasjo-nen av borevæske gjennom borstrengen, og det har vist seg vanske-lig å overføre en passende væskemengde til rulleverktøyene. Liquid circulation through previously known stirring and stabilizing devices has proven to be quite a problem. Some of the previously known devices have not been strong enough to withstand the high torques to which they are subjected during drilling. Other known devices have prevented the circulation of drilling fluid through the drill string, and it has proven difficult to transfer an appropriate amount of fluid to the rolling tools.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveie-bringe en opprømmings- og stabilisatoranordning som ikke er belem-ret med de ovennevnte mangler og ulemper ved kjente anordninger av denne art, dvs. en sterkere konstruksjon med forbedret væske-sirkulasjon. Dette oppnås ved en konstruksjon som angitt i patent-kravene. The present invention aims to provide a lifting and stabilizing device which is not burdened with the above-mentioned shortcomings and disadvantages of known devices of this kind, i.e. a stronger construction with improved liquid circulation. This is achieved by a construction as stated in the patent claims.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i henhold til vedlagte tegninger, i hvilke: Fig. 1 viser en stabilisator ifølge den foreliggende oppfinnelse . The invention shall be described in more detail according to the attached drawings, in which: Fig. 1 shows a stabilizer according to the present invention.

Fig. 2 er et snitt langs linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 2 is a section along the line 2-2 in fig. 1.

Fig. 3 er et delsnitt av stabilisatoren. Fig. 3 is a section of the stabilizer.

I fig. 1 og 2 angir 11 opprømmings- og stabilisatoranordningen generelt. Hoveddelen 12 kan tilkoples som et element i en borstreng. Toppartiet 13 på hoveddelen 12 er gjenget slik at det kan tilkoples borstrengelementet umiddelbart over. Bunnpartiet 14 omfatter innvendige gjenger som tilkoples borstrengelementet umiddelbart under. In fig. 1 and 2 indicate 11 the raising and stabilizing device in general. The main part 12 can be connected as an element in a drill string. The top part 13 on the main part 12 is threaded so that the drill string element can be connected immediately above. The bottom part 14 comprises internal threads which are connected to the drill string element immediately below.

Borevæsken føres inn i en øvre kanal 15, føres gjennom hoveddelen og føres ut gjennom en nedre sentral kanal 16. En del av borevæsken føres fra den øvre sentrale kanal 15 til den nedre sentrale kanal 16 gjennom den midtre sentrale kanal 17. The drilling fluid is fed into an upper channel 15, fed through the main part and fed out through a lower central channel 16. Part of the drilling fluid is fed from the upper central channel 15 to the lower central channel 16 through the middle central channel 17.

Tre sidekanaler 18, 18', 18" fører andre deler av borevæsken fra øvre kanal 15 til nedre kanal 16. Three side channels 18, 18', 18" lead other parts of the drilling fluid from the upper channel 15 to the lower channel 16.

Tre rulleverktøy 19, 19' og 19" er anordnet på hoveddelen 12. Rullene er dreibart montert på tre separate aksler 20, 20', 20". Hver aksel omfatter en sentral kanal 21, 21' og 21", Three roller tools 19, 19' and 19" are arranged on the main part 12. The rollers are rotatably mounted on three separate shafts 20, 20', 20". Each shaft comprises a central channel 21, 21' and 21",

og hull som forbinder den sentrale kanal med akselens utvendige parti. En ringformet kanal 22 overfører væske fra sidekanalene and holes connecting the central channel with the outer part of the shaft. An annular channel 22 transfers liquid from the side channels

18, 18' og 18" til de sentrale kanaler 21, 21' og 21". Derved avledes en del av borevæsken til området mellom akslene og rul-lenes innvendige overflate og bevirker avkjøling og rensing. Den korrekte væskemengde for effektiv drift kan overføres til rullene. Følgelig vil anordningen som helhet arbeide bedre. 18, 18' and 18" to the central channels 21, 21' and 21". Thereby, part of the drilling fluid is diverted to the area between the shafts and the inner surface of the rollers and causes cooling and cleaning. The correct amount of fluid for efficient operation can be transferred to the rollers. Consequently, the device as a whole will work better.

I fig. 3 er anordningen vist mer detaljert. Hovedde-len 12 består av en overdel 23 og en underdel 24. Overdelen 23 og underdelen 24 er forbundet ved en sveis 25. En styrepinne 26 styrer de to delene under sveisingen. Rullen 19 er vist montert på akselen 20. Akselen 20 omfatter en sentral kanal 21, gjennom hvilken borevæske avledes til området mellom rullen 19 og akselen 20. En rekke hull 27, 27', 27" og 27"' forbinder den sentrale kanal 21 med området mellom rullen 19 og akselen 20. Akselen 20 er avflatet ved et parti rundt avløpshullet for borevæsken. Vinkelen mellom akselens senterlinje og disse avflatede tverrgående utsparinger er vist som 90°, men det forstås at vinkelen kan være mindre enn 90°. Den innvendige overflate på rullen 19 er forsynt med en rekke spiralspor 28, 29, 30 og 31. Hvert spor ender i et avløpshull, slik som avløpshullet 32 vist i rullen 19. Borevæske føres ut gjennom hullene 27, 27', 27" og 27'". Når rullen 19 roterer, vil sporene 28, 29, 30 og 31 vekselvis komme i stilling over ett av hullene. Derved sirkuleres borevæske langs hele rullens 19 lengde. Sporene 28, 29, 30 og 31 er vist i vinkel med senterlinjen for akselen 20, men sporene kan også være parallelle eller tilnærmet parallelle til akselens senterlinje, og hullene i akselen 20 forskjøvet. In fig. 3, the device is shown in more detail. The main part 12 consists of an upper part 23 and a lower part 24. The upper part 23 and the lower part 24 are connected by a weld 25. A control pin 26 controls the two parts during welding. The roller 19 is shown mounted on the shaft 20. The shaft 20 comprises a central channel 21, through which drilling fluid is diverted to the area between the roller 19 and the shaft 20. A series of holes 27, 27', 27" and 27"' connect the central channel 21 with the area between the roller 19 and the shaft 20. The shaft 20 is flattened at a part around the drain hole for the drilling fluid. The angle between the centerline of the shaft and these flattened transverse recesses is shown as 90°, but it is understood that the angle may be less than 90°. The inner surface of the roller 19 is provided with a series of spiral grooves 28, 29, 30 and 31. Each groove ends in a drain hole, such as the drain hole 32 shown in the roller 19. Drilling fluid is led out through the holes 27, 27', 27" and 27 '". When the roller 19 rotates, the tracks 28, 29, 30 and 31 will alternately come into position over one of the holes. Thereby, drilling fluid is circulated along the entire length of the roller 19. The grooves 28, 29, 30 and 31 are shown at an angle with the center line of the shaft 20, but the grooves may also be parallel or approximately parallel to the center line of the shaft, and the holes in the shaft 20 staggered.

Rullen 19 inneholder et øvre parti 33 som er avskrådd for å gi opprømmingseffekt når borehullet raser. Rullen 19 inneholder også et nedre parti 34 som er avskrådd for å gi opprøm-mingsef fekt under boring. Rulleverktøyene kan være utstyrt med hardmetallstykker for å lette desintegreringen av boremassene. The roller 19 contains an upper part 33 which is chamfered to provide a clearance effect when the borehole collapses. The roller 19 also contains a lower part 34 which is chamfered to provide a clearing effect during drilling. The rolling tools can be equipped with hard metal pieces to facilitate the disintegration of the drilling masses.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer fri gjennomgang for sirkulerende væsker gjennom anordningen og reduserer derved trykktapet i systemet. Dessuten kan anordningen ifølge oppfinnelsen utføres meget sterkere enn tidligere kjente. The present invention provides free passage for circulating liquids through the device and thereby reduces the pressure loss in the system. Moreover, the device according to the invention can be made much stronger than previously known.

Claims

1. Rigging and stabilization device for connection as an element in a drill string, with an internal channel system for transporting circulating fluid from one end of the device to the other, comprising a main part arranged for connection in the drill string, at least one rolling tool mounted on a shaft which is arranged in the main part, as well as a channel system (22, 21) designed in the shaft (20) for transporting circulating fluid to the area between the exchange tool (19) and the shaft (20) which communicates with the internal channel system (15, 16 , 17, 18), characterized in that at least one groove (28, 29, 30, 31) is formed in the inner surface of the rolling tool (19) which forms an oblique angle with the longitudinal axis of the rolling tool (19).

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the track is a helical or spiral-shaped track.