NO140640B

NO140640B - ROTARY DRILLING CROWN FOR HYDRAULIC DRILLING OF HOLES IN UNDERGROUND MOUNTAINS

Info

Publication number: NO140640B
Application number: NO740734A
Authority: NO
Inventors: Robijn Feenstra; Albert Cornelis Pols
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1973-03-05
Filing date: 1974-03-04
Publication date: 1979-07-02
Also published as: DE2410217A1; NL177035C; FR2220663B1; GB1469524A; CA994321A; NO140640C; DE2410217C2; FR2220663A1; JPS49118602A; NO740734L; NL7402875A; JPS5721637B2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en roterende borkrone The present invention relates to a rotating drill bit

for boring av hull i undergrunnsformasjoner og gjennomtrengning inn i dyptliggende underlag med det formål å gjenvinne derfra verdifulle materialer, såsom hydrokarboner. for drilling holes in underground formations and penetrating into deep-lying substrata with the aim of recovering from them valuable materials, such as hydrocarbons.

Foreliggende oppfinnelse er særlig rettet på en ro-' terende borkrone egnet for å bryte opp bunnen av det hull som er boret med væskestråler med stor hastighet og høyt trykk og som er rettet mot bunnen av hullet ved hjelp av dyser. Høytrykks-væsken fra dysene trenger inn i porene i underlaget og/eller sprekkene i dette og bryter følgelig opp formasjonen. Fragmen- The present invention is particularly directed at a rotating drill bit suitable for breaking up the bottom of the hole which has been drilled with liquid jets at high speed and high pressure and which is directed towards the bottom of the hole by means of nozzles. The high-pressure liquid from the nozzles penetrates the pores in the substrate and/or the cracks in this and consequently breaks up the formation. The fragment-

ter av bunnen av hullet føres oppover ved hjelp av væsken som vender tilbake til jordoverflaten. ter of the bottom of the hole is carried upwards by means of the liquid which returns to the earth's surface.

Munnstykkene eller dysene er fordelt over den del av borkronen som vender mot bunnen av hullet når borkronen er i funk-sjon. Da borkronen dreies omkring sin sentrale akse, beveger disse dyser seg over sirkler som er konsentriske med den sentrale akse. I kjente borkroner etterlater dysene når disse er i drift konsentriske forhøyninger på bunnen av hullet, hvilke forhøy- The nozzles or nozzles are distributed over the part of the drill bit that faces the bottom of the hole when the drill bit is in operation. When the drill bit is rotated around its central axis, these nozzles move over circles that are concentric with the central axis. In known drill bits, when these are in operation, the nozzles leave concentric elevations at the bottom of the hole, which elevations

ninger brytes opp av mekaniske organer anordnet mellom dysene. Slike organer kan være staver eller kileformede elementer som knuser forhøyningene, hvoretter fragmentene føres oppover gjennom hullet ved hjelp av den væskestrøm som vender tilbake til jordoverflaten. Det vil være klart at slike mekaniske organer er utsatt for meget stor slitasje og følgelig forkorter borkronens operasjonslevetid be-tydelig. nings are broken up by mechanical means arranged between the nozzles. Such bodies can be rods or wedge-shaped elements that crush the elevations, after which the fragments are carried upwards through the hole by means of the fluid flow that returns to the earth's surface. It will be clear that such mechanical organs are exposed to very great wear and consequently significantly shorten the operating life of the drill bit.

Oppfinnelsens formål er en roterende borkrone som The object of the invention is a rotating drill bit which

angitt i innledningen til krav 1 og oppfinnelsen utmerker seg ved de trekk som fremgår av karakteristikken i krav 1. stated in the introduction to claim 1 and the invention is distinguished by the features that appear in the characteristic in claim 1.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet mer de-taljert under henvisning til tegningene som i form av eksempler viser noen utførelser av oppfinnelsen,idet fig. 1 skjematisk viser et snitt av en borkrone i samsvar med oppfinnelsen med en enkelt rekke dyser, fig.2 viser et sideriss av borkronen på fig.l sett i pilens II retning, fig.3 viser et bunnriss av borkronen på fig.1, fig. 4 viser skjematisk et snitt av en borkrone av typen vist på fig. 1, men med en delvis f lat bunndel hvori dysene er anbragt, f ig. 5 viser skjematiske sideriss av en borkrone i samsvar med oppfinnelsen, idet borkronen har en sfærisk bunndel, fig. 6 viser et bunnriss av borkronen på fig. 5j fig. 7 er et sideriss av en borkrone i samsvar med oppfinnelsen, hvor borkronens hoveddel bærer diamanter for skjæring av de formasjonsdeler som har ekstrem1 hardhet, fig. 8 er et bunnriss av borkronen på fig. 7 og fig. 9 viser i storre målestokk et lengde- In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawings which, in the form of examples, show some embodiments of the invention, with fig. 1 schematically shows a section of a drill bit in accordance with the invention with a single row of nozzles, fig. 2 shows a side view of the drill bit in fig. 1 seen in the direction of the arrow II, fig. 3 shows a bottom view of the drill bit in fig. 1, fig. . 4 schematically shows a section of a drill bit of the type shown in fig. 1, but with a partially flat bottom part in which the nozzles are placed, fig. 5 shows schematic side views of a drill bit in accordance with the invention, the drill bit having a spherical bottom part, fig. 6 shows a bottom view of the drill bit in fig. 5j fig. 7 is a side view of a drill bit in accordance with the invention, where the main part of the drill bit carries diamonds for cutting the formation parts that have extreme hardness, fig. 8 is a bottom view of the drill bit in fig. 7 and fig. 9 shows on a larger scale a longitudinal

i in

snitt av en dyse som kan anvendes i bbrkroner i samsvar med oppfinnelsen. section of a nozzle that can be used in copper crowns in accordance with the invention.

En borkrone i samsvar med oppfinnelsen og som vist på A drill bit in accordance with the invention and as shown in

fig. 1 til 3 omfatter en borkrone-hoveddel 1 med en midtakse 2. Den ovre ende av borkronens hoveddel 1 er'forsynt med skruegjenger 3 for tilkobling av borkronen til en borerorstreng (ikke vist). Det innvendige 4 av borkronens hoveddel 1 står i forbindelse med en åpning 5 beregnet for kommunisering med det indre av borerorstrengen når hoveddelen 1 er skrudd inn på denne streng. fig. 1 to 3 comprise a drill bit main part 1 with a central axis 2. The upper end of the drill bit main part 1 is provided with screw threads 3 for connecting the drill bit to a drill string (not shown). The inside 4 of the main part 1 of the drill bit is in connection with an opening 5 intended for communication with the inside of the drill pipe string when the main part 1 is screwed onto this string.

Dyser 7 er anbrakt i den nedre ende 6 av hoveddelen 1, idet disse dyser gjor det mulig for væske som er fort fra det indre av borerorstrengen inn i det innvendige 4 av hoveddelen 1, å unn-slippe fra hoveddelen 1 i form av et antall stråler 8. Retningen av strålene 8 er antydet ved midtaksene 9 for dysene 7- I denne spesielle utforelse av oppfinnelsen ligger aksene 9 i et felles plan og alle akser skjærer midtaks en 2 for borkronens hoveddel 1 i et felles punkt. Sentrene for avlopsåpningene av dysene 7 befinner seg på sirkler A, B, C, D, J, hvilke sirkler1 er konsentriske om midtaksen 2 for hoveddelen 1. Avstanden mellom skjæringspunktene for tilstotende sirkler med et plan gjennom midtaksen 2 er tre ganger diameteren "d" for avlopet fra dysene 7- Disse skjæringspunkter er antydet på fig. 1 ved punkter A', B<1>, C', D<1>, J'. Da dysene anbrakt på sirkler med tiltagende diameter, er'avvekslende anbrakt på den ene eller den annen side av midtaksen 2, er avstanden mellom sentrene forio tilstøtende dyser 7 seks ganger diameteren d. Dysen 7' som er nærmest midtaksen 2, er anbrakt på en sirkel med radius 1,5 d. Nozzles 7 are placed in the lower end 6 of the main part 1, as these nozzles make it possible for liquid which is fast from the interior of the drill string into the interior 4 of the main part 1, to escape from the main part 1 in the form of a number rays 8. The direction of the rays 8 is indicated by the center axes 9 of the nozzles 7- In this particular embodiment of the invention, the axes 9 lie in a common plane and all axes intersect the center axis 1 2 of the main part 1 of the drill bit in a common point. The centers of the discharge openings of the nozzles 7 are located on circles A, B, C, D, J, which circles 1 are concentric about the central axis 2 of the main part 1. The distance between the intersections of adjacent circles with a plane through the central axis 2 is three times the diameter "d" for the drain from the nozzles 7- These intersection points are indicated in fig. 1 at points A', B<1>, C', D<1>, J'. As the nozzles placed on circles of increasing diameter are alternately placed on one or the other side of the central axis 2, the distance between the centers of adjacent nozzles 7 is six times the diameter d. The nozzle 7', which is closest to the central axis 2, is placed on a circle with radius 1.5 d.

Det vil være klart at ved dreining av borkronen om dennes midtakse 2 vil væskestrålene bevege seg i baner med senterlinjer som faller sammen med sirklene A, B, C, .„.'...., J, og angripe bunnen av det hull som bores. De relative posisjoner av væskestrålene under dreining av borkronen er indikert med pilene 8 og 8A (idet sistnevnte er bare antydet). Pilene 8A viser posisjonen av strålene 8 i forhold tii bunndelen 6 av borkronens hoveddel når borkronen er dreid l8o°. It will be clear that by rotating the drill bit about its central axis 2, the fluid jets will move in paths with center lines that coincide with the circles A, B, C, .„.'...., J, and attack the bottom of the hole which drilled. The relative positions of the liquid jets during rotation of the drill bit are indicated by arrows 8 and 8A (the latter being only indicated). The arrows 8A show the position of the beams 8 in relation to the bottom part 6 of the main part of the drill bit when the drill bit is rotated 18o°.

Som det vil fremgå av fig. 1<:>, er strålene 8 ikke parallelle med hoveddelens 1 midtakse, men er hver anordnet i en viss vinkel til samme. Vinkelen mellom hvert par tilstotende piler 8 og 8A er 5°. Således er vinkelen mellom midtaksen 9 for tilstotende dyser 7 i bunndelen 6 av borkronens hoveddel 10°. Midtaksene 9 er anbrakt på matematiske kjegler med midtakser som faller sammen med midtaksen 2 for hoveddelen 1. Toppvinklene for tilstotende kjegler avviker 10°. As will be seen from fig. 1<:>, the rays 8 are not parallel to the central axis of the main part 1, but are each arranged at a certain angle to the same. The angle between each pair of adjacent arrows 8 and 8A is 5°. Thus, the angle between the central axis 9 of adjacent nozzles 7 in the bottom part 6 of the main part of the drill bit is 10°. The center axes 9 are placed on mathematical cones with center axes that coincide with the center axis 2 of the main part 1. The apex angles of adjacent cones differ by 10°.

Denne anordning av dysene bringer den ytre stråle 8" i en vinkel på 47)5° i forhold til sideveggen av borehullet som bores, hvilken vinkel er tilstrekkelig stor til å fjerne en del av sideveggen umiddel-bart over bunnen av hullet for å tillate passering av hoveddelen 1 gjennom hullet. Vinkelen mellom aksen 9" og strålen 8" og midtaksen 2 for hoveddelen 1 er temmelig stor (dvs. storre enn 45°)) men vink-lene mellom de forskjellige akser 9 for strålene 8 er forholdsvis liten og denne i kombinasjon med avstanden mellom sentrene for avlopene fra dysene 7 er lik seks ganger diameteren for disse avlop, og tillater således gjennomgang av hoveddelen 1 gjennom hullet og samtidig hindre dannelsen av ringformede forhøyninger på bunnen av hullet, hvilke forhoyninger måtte brytes opp ved hjelp av mekaniske organer så som staver eller kileformede elementer. This arrangement of the nozzles brings the outer jet 8" at an angle of 47.5° to the sidewall of the borehole being drilled, which angle is sufficiently great to remove a portion of the sidewall immediately above the bottom of the hole to permit passage of the main part 1 through the hole. The angle between the axis 9" and the beam 8" and the central axis 2 of the main part 1 is rather large (i.e. greater than 45°)) but the angles between the different axes 9 of the beams 8 are relatively small and this in combination with the distance between the centers of the drains from the nozzles 7 is equal to six times the diameter of these drains, and thus allows passage of the main part 1 through the hole and at the same time prevents the formation of annular elevations at the bottom of the hole, which elevations had to be broken up by means of mechanical organs such as rods or wedge-shaped elements.

Det vil bemerkes at under slik boreoperasjon er der ingen fysikalsk kontakt mellom borkronens hoveddel 1 og bunnen av det hull som bores. It will be noted that during such a drilling operation there is no physical contact between the main part 1 of the drill bit and the bottom of the hole being drilled.

Bunndelen 6 av hoveddelen 1 eller dysene 7 er laget av slitefast materiale. Forskjellige dyseformer kan anvendes. En dyse-konstruksjon skal beskrives i det folgende med henvisning til fig. 9. The bottom part 6 of the main part 1 or the nozzles 7 is made of wear-resistant material. Different nozzle shapes can be used. A nozzle construction will be described in the following with reference to fig. 9.

Fig. 4 viser et snitt av en borkrone i likhet med den som er vist på fig. 1, men som har en delvis flat bunndel 10 buet ved sine ender 11. På samme måte som borkronen vist på fig. 1 til 3, omfatter borkronen ifolge fig. 4 en enkelt rekke dyser 12 i bunndelen. Avstanden mellom senter for avlopene av tilstotende dyser 12 er fem ganger diameteren av disse avlop. Folgelig er avstandene mellom skjæringspunktene for tilstotende sirkler, på hvilke dysene befinneru) seg, med et plan gjennom midtaksen 13 2,5 ganger diameteren av dysenes avlop. Midtaksene 14 for dysene 12 er anordnet på matematiske kjegler med toppvinkler som avviker mellom 8° og 13° for hvert tilstotende par kjegler. Den storste toppvinkel for kjeglene er 98°. Fig. 4 shows a section of a drill bit similar to the one shown in fig. 1, but which has a partially flat bottom part 10 curved at its ends 11. In the same way as the drill bit shown in fig. 1 to 3, comprises the drill bit according to fig. 4 a single row of nozzles 12 in the bottom part. The distance between the centers of the drains of adjacent nozzles 12 is five times the diameter of these drains. Consequently, the distances between the intersection points of adjacent circles, on which the nozzles are located, with a plane through the central axis 13 are 2.5 times the diameter of the nozzles' outlet. The center axes 14 of the nozzles 12 are arranged on mathematical cones with apex angles that differ between 8° and 13° for each adjacent pair of cones. The largest top angle for the cones is 98°.

Midtaksene 9 og 14 for dysene 7 hhv. 12 vist på fig. 1 og 4 er alle i et felles plan som går gjennom midtaksene 2 hhv. 13 for de viste borkroner. Imidlertid er oppfinnelsen ikke begrenset til dette som det kan sees av fig. 5 og 6 som viser et sideriss hhv. et bunnriss av en borkrone i samsvar med1 oppfinnelsen og som har dyser 15 fordelt over bunndelen 16 av borkronens hoveddel 17} hvilken bunndel er sfærisk utformet. Midtaksene (ikke vist) for alle dyser 15 skjærer midtaksen 18 for borkronens hoveddel 17- Hver av disse akser ligger i overflaten av en matematisk kjegle med sin midtakse sammen-, fallende med midtaksen 18 for hoveddelen 17- Toppvinklene for tilstotende kjegler avviker 14° og avstanden mellom skjæringspunktene for tilstotende sirkler på hvilke dysene 15 befinner seg, med et plan gjennom midtaksen 18, er 2,5 ganger avlopsdiameteren for dysene 15-Den storste toppvinkel er 104°. Center axes 9 and 14 for the nozzles 7 respectively. 12 shown in fig. 1 and 4 are all in a common plane that passes through the center axes 2 and 2 respectively. 13 for the drill bits shown. However, the invention is not limited to this as can be seen from fig. 5 and 6 which show a side view respectively. a bottom view of a drill bit in accordance with the invention and which has nozzles 15 distributed over the bottom part 16 of the drill bit's main part 17} which bottom part is spherically designed. The central axes (not shown) of all nozzles 15 intersect the central axis 18 of the main part of the drill bit 17- Each of these axes lies in the surface of a mathematical cone with its central axis coinciding with the central axis 18 of the main part 17- The apex angles of adjacent cones deviate by 14° and the distance between the intersection points of adjacent circles on which the nozzles 15 are located, with a plane through the central axis 18, is 2.5 times the drain diameter of the nozzles 15-The largest apex angle is 104°.

Ytterst harde undergrunnslåg kan motstå den virkning som utoves på samme av væskestrålene og hindre gjennomgang av den roterende borkrone i samsvar med oppfinnelsen. For å eliminere dette problem kan dyseanordningen i samsvar med oppfinnelsen være kombinert med en roterende borkrone egnet for boring av et hull i slike harde lag ved hjelp av mekanisk virkning. For dette formål velges fortrinnsvis en diamantborkrone. En kombinasjon av en diamantborkrone og dyseanordningen ifolge oppfinnelsen er vist som et eksempel på fig. 7 og 8. Borkronens hoveddel 20 omfatter en |Sintret masse 21 med diamanter 22 innleiret i overflaten på en måte som tillater skjæring eller skraping av veggen og bunnen av et hull hvori borkronens hoveddel roterer. Hoveddelen omfatter videre en skruekobling 23 for tilkobling av hoveddelen 20 til en ikke vist borerorstreng. Diamantene er anordnet i rekker, idet disse rekker er ligjen anbrakt mellom vannkanaler 24> gjennom hvilke væske tilfores rommet mellom borkronens hoveddel 20 og veggen og bunnen av hullet hvorii denne borkrone drives. Hoveddelen 20 omfatter dessuten væskestråledyser 25 montert i bunndelene av vannkanalene 24 slik at dysene 25 ikke er i kontakt med veggen og bunnen av borehullet når borkronen drives i hullet for mekanisk å bryte opp harde undergrunnslåg ved virk<1>ningen av diamantene. Under slik operasjon er diamantene i kontakt1 med veggen og bunnen av borehullet og væske for kjoling og renseformål tilfores vannkanalene 24 gjennom dysene 25 . Extremely hard underground layers can resist the effect exerted on them by the liquid jets and prevent passage of the rotating drill bit in accordance with the invention. In order to eliminate this problem, the nozzle device according to the invention can be combined with a rotary drill bit suitable for drilling a hole in such hard layers by means of mechanical action. For this purpose, a diamond drill bit is preferably chosen. A combination of a diamond drill bit and the nozzle device according to the invention is shown as an example in fig. 7 and 8. The main part 20 of the drill bit comprises a |Sintered mass 21 with diamonds 22 embedded in the surface in a manner that allows cutting or scraping the wall and bottom of a hole in which the main part of the drill bit rotates. The main part further comprises a screw connection 23 for connecting the main part 20 to a drill string, not shown. The diamonds are arranged in rows, these rows being placed between water channels 24> through which liquid is supplied to the space between the main part of the drill bit 20 and the wall and the bottom of the hole in which this drill bit is driven. The main part 20 also comprises liquid jet nozzles 25 mounted in the bottom parts of the water channels 24 so that the nozzles 25 are not in contact with the wall and the bottom of the drill hole when the drill bit is driven in the hole to mechanically break up hard subsoil layers by the action of the diamonds. During such an operation, the diamonds are in contact1 with the wall and bottom of the borehole and liquid for dressing and cleaning purposes is supplied to the water channels 24 through the nozzles 25.

Dysene 25 kommuniserer med det indre (ikke vist) av borkronens hoveddel 20 og er fordelt over| overflaten av denne på den måte som er vist på fig. 8. Dysene er fordelt over sirkler som er konsentriske med midtaksen 26 for hoveddelen 20. Hver sirkel (unntatt sirkelen med den minste diameter) omfatter 4 dyser anbrakt på denne. Avstanden mellom skjæringspunktene for'tilstotende sirkler med et plan gjennom midtaksen 26 er lik avstanden mellom tilstotende dyser The nozzles 25 communicate with the interior (not shown) of the core part 20 of the drill bit and are distributed over | the surface of this in the manner shown in fig. 8. The nozzles are distributed over circles which are concentric with the central axis 26 of the main part 20. Each circle (except the circle with the smallest diameter) comprises 4 nozzles placed thereon. The distance between the points of intersection of adjacent circles with a plane through the central axis 26 is equal to the distance between adjacent nozzles

I IN

som er anbrakt i en enkelt rekke. Denne avstand er to ganger avlopsdiameteren for dysene 25. Videre er midtaksene for dysene (eller de stråler som strommer ut fra samme) anbrakt på matematiske kjegler med sine midtakser sammenfallende med midtaksen 26 for borkronens hoveddel 20, idet forskjellen mellom toppvinklene for tilstotende kjegler er mellom 10 og 14°• Den storste toppvinkel er 110°. which are placed in a single row. This distance is twice the outlet diameter of the nozzles 25. Furthermore, the center axes of the nozzles (or the jets that flow out from the same) are placed on mathematical cones with their center axes coinciding with the center axis 26 of the main part of the drill bit 20, the difference between the top angles of adjacent cones being between 10 and 14°• The largest top angle is 110°.

Når borkronen som vist på fig. 7 og 8, drives i et hull When the drill bit as shown in fig. 7 and 8, operated in a hole

for å bryte opp bunnen i dette ved væskestrålevirkning, behover diamantene 22 ikke være i kontakt med bunnen og veggen av hullet. I det tilfelle at man stoter på ytterst harde undergrunnslåg, senkes borkronen ned mot dette lag som deretter brytes eller skrapes opp ved hjelp av diamantene 22. Det vil være klart at strålene kan bibeholdes under operasjonen med diamantene enten med full eller redusert kraft. in order to break up the bottom in this by liquid jet action, the diamonds 22 do not need to be in contact with the bottom and wall of the hole. In the event that extremely hard subsoil layers are encountered, the drill bit is lowered towards this layer which is then broken or scraped up with the help of the diamonds 22. It will be clear that the beams can be maintained during the operation with the diamonds either at full or reduced power.

Den spesielle form av borkronens hoveddel på fig. 7 og 8 såvel som anordningen av vannkanalene 24 og av diamantene 22 i rekker, er vist som et rent eksempel. En hvilken som helst annen konstruksjon kan anvendes forutsatt at der er tilstrekkelig rom disponiblet for dysene 25. The special shape of the main part of the drill bit in fig. 7 and 8, as well as the arrangement of the water channels 24 and of the diamonds 22 in rows, is shown as a pure example. Any other construction can be used provided that there is sufficient space available for the nozzles 25.

T alle de borkroneutfdreiser som er beskrevet med henvisning til tegningene, har de matematiske kjegler sine toppunkter i et felles punkt på hoveddelens midtakse. Imidlertid er oppfinnelsen ikke begrenset til dette og kan også anvendes for borkroner hvor topp-punktene for de matematiske kjegler ikke er i et felles punkt på hoveddelens midtakse. Videre behover midtaksene for dysene ikke være For all the drill bits that are described with reference to the drawings, the mathematical cones have their vertices at a common point on the central axis of the main part. However, the invention is not limited to this and can also be used for drill bits where the top points of the mathematical cones are not in a common point on the central axis of the main part. Furthermore, the center axes of the nozzles need not be

i kjegleoverflåtene. De samme resultater vil bli oppnådd når disse midtakser er anordnet tangensialt til kjegler og danner en spiss vinkel med et plan som går gjennom utløpsåpningen og hoveddelens midtakse. De stråler som strømmer ut fra dysene, skjærer da i eller motsatt retningen av dysenes bevegelse over sporene av samme når borkronen roteres under boreoperasjonen. in the cone surfaces. The same results will be obtained when these center axes are arranged tangential to the cones and form an acute angle with a plane passing through the outlet opening and the center axis of the main body. The jets that flow out from the nozzles then cut in or opposite the direction of the nozzles' movement over the tracks of the same when the bit is rotated during the drilling operation.

De deler av borkronens hoveddel, hvori dysene er utformet, kan være av et slitefast materiale. I en annen utførelse av oppfinnelsen er dysene adskilt utformet som innsatsstykker av slitefast materiale, hvilke stykker anbringes i veggen av borkronens hoveddel, fortrinnsvis ved slaglodding. The parts of the main part of the drill bit, in which the nozzles are designed, can be made of a wear-resistant material. In another embodiment of the invention, the nozzles are separately designed as insert pieces of wear-resistant material, which pieces are placed in the wall of the main part of the drill bit, preferably by impact soldering.

Diameteren av dysene er mellom 0,8 og 8 mm. Fortrinnsvis er diameteren av dysenes avløp mellom 1,5 og 4 mm. Dyseformen kan være av en hvilken som helst utførelse som er egnet for formålet.En slik konstruksjon er vist på fig. 9. Dysen 30 er utformet i en inn-satsdel 31. Avløpet 32 har en diameter "d" og innerveggen 33 er kjegle-formet og har en ..toppvinkel på 10°. inntaket 34 for dysen har en bueform R=d og dysens lengde L=3,l di The diameter of the nozzles is between 0.8 and 8 mm. Preferably, the diameter of the outlet of the nozzles is between 1.5 and 4 mm. The nozzle shape can be of any design that is suitable for the purpose. Such a construction is shown in fig. 9. The nozzle 30 is designed in an insert part 31. The outlet 32 has a diameter "d" and the inner wall 33 is cone-shaped and has a top angle of 10°. the inlet 34 for the nozzle has an arc shape R=d and the length of the nozzle L=3.1 di

Dysene som er vist i de forskjellige ovenfor beskrevne borkroner, har samme diameter for hver borkrone. Imidlertid er oppfinnelsen ikke begrenset til dette. Hvis det i en enkelt borkrone anvendes dyser med forskjellig diameter, arrangeres avstanden mellom skjæringspunktene for tilstøtende sirkler, på hvilke dysene er anordnet, med et plan gjennom hoveddelens midtakse slik at den ikke er større enn 3/2(d^ + d,J) når avløpets eller avløpenes diameter i dysene anordnet på en av de tilstøtende sirkler er d1 og diameteren av avløpet eller avløpene for dysene anordnet på The nozzles shown in the various drill bits described above have the same diameter for each drill bit. However, the invention is not limited to this. If nozzles of different diameters are used in a single drill bit, the distance between the intersections of adjacent circles, on which the nozzles are arranged, is arranged with a plane through the central axis of the main part so that it is not greater than 3/2(d^ + d,J) when the diameter of the drain or drains in the nozzles arranged on one of the adjacent circles is d1 and the diameter of the drain or drains for the nozzles arranged on

den annen av de tilstøtende sirkler er & 2• the other of the adjacent circles is & 2•

Avstanden mellom de ovennevnte skjæringspunkter be-høver ikke nødvendigvis være lik hverandre. En eller flere dyser kan være anbragt på hver sirkel. The distance between the above-mentioned intersections does not necessarily have to be equal to each other. One or more nozzles can be placed on each circle.

Midtaksene for dysene (eller de stråler som strømmer ut fra samme) er hver anordnet i overflaten eller tangensialt (forutsatt at midtaksen for en dyse ligger i eller danner en spiss vinkel med et plan som går gjennom utløpsåpningen og hoveddelens sentrale akse)til overflaten av en matematisk kjegle hvis midtakse faller sammen med midtaksen for borkronens hoveddel. Forskjellen mellom toppvinklene for tilstøtende kjegler er høyst 14°. Den største toppvinkel for kjeglene må være mer enn 90°. Fortrinnsvis er den største toppvinkel mindre enn 125°. The central axes of the nozzles (or the jets emanating from the same) are each arranged in the surface or tangentially (provided that the central axis of a nozzle lies in or forms an acute angle with a plane passing through the discharge opening and the central axis of the main body) to the surface of a mathematical cone whose central axis coincides with the central axis of the main part of the drill bit. The difference between the apex angles of adjacent cones is at most 14°. The largest apex angle for the cones must be more than 90°. Preferably, the largest apex angle is less than 125°.

Forskjellene mellom toppvinklene for de forskjellige par tilstøtende kjegler behøver ikke nødvendigvis være lik hverandre . ! The differences between the apex angles for the different pairs of adjacent cones do not necessarily have to be equal to each other. !

Det vil være klart at dysene med avløpsåpningenes sen-tre anordnet på den konsentriske sirkel som har den største diameter, kan bringes tilstrekkelig nær kanten av bunndelen av borkronen til at hullet kan skjæres med én diameter som er større enn borkronens hoveddels største diameter. Som allerede forklart ovenfor, har disse dyser midtakser som er rettet i en vinkel på mer enn 4 5° i forhold til hoveddelensjmidtakse. De relativt små avvikelser mellom toppvinklene for de:matematiske kjegler, på hvilke de øvrige dyser befinner seg, såvel som de relativt små avstander mellom skjæringspunktene for sirklene, på hvilke avløps-åpningene for dysene er anordnet, med hoveddelens midtakse, gjør det mulig for bunnen av det hull som blir boret å bli brutt opp uten at- der blir stående igjen noen vesentlig ringformede forhøy-ninger. Bare de borkroner som må drives i formasjoner, hvor der foreligger ytterst harde lag med begrenset tykkelse, kan kreve skjæreorganer for å bryte opp disse lag. Disse skjæreorganer er konstruert for skjæring av hele overflaten i bunnen av hullet og behøver ikke hjelp av hydrauliske stråler for annet formål enn kjøling og rensing. It will be clear that the nozzles with the drain openings arranged on the concentric circle having the largest diameter can be brought sufficiently close to the edge of the bottom part of the drill bit that the hole can be cut with one diameter greater than the largest diameter of the main part of the drill bit. As already explained above, these nozzles have central axes which are directed at an angle of more than 45° relative to the central axis of the main body. The relatively small deviations between the top angles of the:mathematical cones, on which the other nozzles are located, as well as the relatively small distances between the intersections of the circles, on which the drain openings for the nozzles are arranged, with the central axis of the main part, make it possible for the bottom of the hole that is drilled to be broken up without any significant ring-shaped elevations remaining. Only the drill bits that must be driven in formations, where there are extremely hard layers of limited thickness, may require cutting devices to break up these layers. These cutting devices are designed for cutting the entire surface at the bottom of the hole and do not require the aid of hydraulic jets for purposes other than cooling and cleaning.

Claims

1. Rotating drill bit for hydraulic drilling of holes in underground formations, which drill bit comprises a drill bit-

main body having a central axis and a plurality of nozzles, all nozzles being formed in or carried by one end of the main body, and each nozzle having an outlet opening with a central axis lying in or forming an acute angle with a plane passing through the center of the outlet opening and the main part's central axis, the axes of the nozzles' outlet openings being arranged on circles that are concentric in relation to the main part's central axis, characterized in that the distance between the intersection points of adjacent circles with a plane passing through the said central axis is not greater than 3/2 (d^ + d2> , where d^ and å.^ are the diameters of the nozzle openings on these adjacent circles, the axis of each nozzle lying in or arranged tangentially to an imaginary cone having a central axis which coincides with the central axis of the main part, which cone has an apex above the end of the main part where the nozzles are located, and the apex angles of £Llimpinging cones do not differ by more than 14° and the greatest apex angle l is greater than 90° and less than 180°, preferably less than 125°.

2. Drill bit according to claim 1, characterized in that the circles are arranged in a common plane.

3. Drill bit according to claim 1, characterized in that the circles are arranged in separate planes.

4. Drill bit according to one of claims 1-3, characterized in that the diameters of the drainage openings for all nozzles are the same.

5. Drill bit according to one of claims 1-4, characterized in that the diameter of the drainage openings is between 1.5 and 4 mm.

6. Drill bit according to one of claims 1-5, characterized in that the vertices of the imaginary cones lie in a common point on the central axis of the rotating drill bit.

7. Drill bit according to claim 6, k, characterized in that the centers for the drainage openings on the nozzles are arranged on a spherical surface.