NO335329B1 - Borekrone med faste kutterelementer - Google Patents
Borekrone med faste kutterelementer Download PDFInfo
- Publication number
- NO335329B1 NO335329B1 NO20130280A NO20130280A NO335329B1 NO 335329 B1 NO335329 B1 NO 335329B1 NO 20130280 A NO20130280 A NO 20130280A NO 20130280 A NO20130280 A NO 20130280A NO 335329 B1 NO335329 B1 NO 335329B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- drill bit
- cylindrical
- bit
- crown
- fixed cutter
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 244000273618 Sphenoclea zeylanica Species 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
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
- E21B10/602—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids the bit being a rotary drag type bit with blades
-
- 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
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/54—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits
- E21B10/55—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits with preformed cutting elements
-
- 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/07—Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
En fixed-cutter-borekrone med - en hul øvre pin (1) for innskruing i borestrengens nedre del, hvor pin (1) løper over i - en øvre sylindrisk modul (2) med en gjennomgående aksial kanal (4) for boreslamtilførsel fra borestrengen, og som er utstyrt med - en nedre aksial boring (43) som holder en sylindrisk stuss (34) fra den underliggende kronen (3) og dermed forbinder de to hoveddelene (2, 3) av borekronen, - hvor den sentrale kanalen (4) strekker seg et stykke ned i kronen (3) og forgrener seg til dysekanaler (40) med dyser (41) ut gjennom kronen (3), hvor dysene (41) munner ut i utsparinger (42) mellom vinger (5) med PDC-kuttere (51), karakterisert ved - elastiske fjærende elementer (7) anordnet i utsparinger (73) i den sylindriske veggen i boringen (43) i den sylindriske øvre modulen (2), hvor de elastiske fjærende elementene (7) er montert på stammer eller bolter (72) som strekker seg inn i den sylindriske stussen (34) på kronen (3).
Description
BOREKRONE MED FASTE KUTTERELEMENTER
Innledning
Oppfinnelsen gjelder en borekrone. Mer spesifikt gjelder oppfinnelsen en borekrone med såkalte "fixed cutters",altså faste polykrystallin-diamant-kuttere, såkalte PDC, som er innfestet i en fast borekrone.
Bakgrunnsteknikk
Den foreliggende oppfinnelsens borekrone skal brukes til boring i bergarter som er vekslende harde og bløte bergarter, så som vekslinger mellom kalkstein og leirskifer. Vibrasjoner i borekronen oppstår på grunn av vekslende friksjon mellom borekronen og borehultlsveggen/borehullsbunnen, og moduleres til dels av borekronens masse, weight on bit, torsion on bit, og vekselvirkning med borestrengen. Slike vibrasjoner i form av hurtig vekslende torsjonsmoment på borekronen vil forplante seg opp i borestrengen og er uønsket.
En såkalt PDC-borekrone kan omfatte en helsmidd stålkrone med et hult øvre gjenget koniskparti for innskruing i nedre del av borestrengen som er et vektrør, og en mer eller mindre sylindrisk, hul stamme med en sentral kanal for borefluid frem til dyser i en krone, hvor kronen vanligvis omfatter stutte vinger med fastmonterte sylinderformede PDC-kuttere montert fremme på vingene, og hvor PDC-kutterne er vinklet fremover slik at en perifer del av frontflaten skraper frontalt mot bunnen av borehullet og skjærer ut en tilsvarende grunn sirkulær fure. borefluid-dyser munner ut i furer mellom vingene og spyler bort cuttings og kjøler ned PDC-kutterne.PDC-kutterne kan være loddet eller sveiset inn i sylindriske utboringer i kronen. Kronen kan være utstyrt med en stamme som er fast innfestet i en sylindrisk stålstamme med et hult øvre gjenget koniskparti.
Selve kronen under den sylindriske, hule stammen kan være såkalte matrix-bit dannet i et presset, sintret dels keramisk / metallisk pulvermateriale hvor PDC-kutterne er innfestet i den pressede matrisen. Da er matrisekronen utstyrt med en stamme som er fast innfestet i en sylindrisk stålstamme med et hult øvre gjenget koniskparti.
US-patent US8261632B2 beskriver metoder for å danne bit organer for jord-borebits inkludert montering og sintring av råmateriale som er blitt infiltrert, brune komponenter som er blitt infiltrert, eller fullt sintrede komponenter som er blitt infiltrert.
Andre metoder omfatter det å isostatisk presse sammen et pulver for å danne et råmateriale som i hovedsak er sammensatt av et partikkel-matriks komposittmateriale, og sintring eller varm isostatisk pressing av råmaterialet eller det brune materialet for å gi borekronen ønsket tetthet.
Metoder for å danne jord-borebits omfatter det å levere en borekrone som i hovedsak er dannet av et partikkel-matriks komposittmateriale, og feste et skaft til kronen.
Borekronen dannes ved å presse sammen et pulver for å danne et råmateriale og sintring av råmaterialet.
US-patent US6102142A beskriver et boreverktøy med en borekrone utrustet med skjær. Boreverktøyet har også støtdempere som i det minste delvis er av elastomert materiale. Hver støtdemper er utformet som en knast og har en del som er ført inn i det indre av et bunnhull masinert inn fra overflaten av boreverktøyet eller borkronen, og en del som rager ut utenfor overflaten.
Kort sammendrag
Oppfinnelsen er en fixed-cutter-borekrone med
- et hult øvre gjenget kroniskparti (1) for innskruing i borestrengens nedre del, hvor det øvre ytre gjengede koniske partiet (1) løper over i - en øvre sylindrisk modul (2) med en gjennomgående aksial kanal (4) for boreslamtilførsel fra borestrengen, og som er utstyrt med - en nedre aksial boring (43) som holder en sylindrisk stuss (34) fra den underliggende kronen (3) og dermed forbinder de to hoveddelene (2, 3) av borekronen, - hvor den sentrale kanalen (4) strekker seg et stykke ned i kronen (3) og forgrener seg til dysekanaler (40) med dyser (41) ut gjennom kronen (3), hvor dysene (41) munner ut i utsparinger (42) mellom vinger (5) med PDC-kuttere (51),
karakterisert ved
- elastiske fjærende elementer (7) anordnet i utsparinger (73) i den sylindriske veggen i boringen (43) i den sylindriske øvre modulen (2), hvor de elastiske fjærende elementene (7) er montert på stammer eller bolter (72) som strekker seg inn i den sylindriske stussen
(34) på kronen (3).
Figurer
Fig. 1 er en gjennomskåret illustrasjon av en utførelse av en borekrone ifølge oppfinnelsen.
Fig. 2 er et bunnriss av en utførelse av en borekrone ifølge oppfinnelsen
Fig. 3 er et sideriss av utførelsen i Fig. 1.
Fig. 4 viser et forstørret sideriss som viser enden av demperelementet, her elliptisk i snitt. Fig. 5 viser en elliptisk plateformet stamme i et elliptisk fjærende element ifølge oppfinnelsen.
Fig. 6 viser et sirkulært sylindrisk fjærende element ifølge oppfinnelsen.
Utførelser av oppfinnelsen
Fig. 1 er en gjennomskåret illustrasjon av en utførelse av en borekrone ifølge oppfinnelsen. Den har et hult øvre gjenget koniskparti (1) for innskruing i borestrengens nedre del, hvor det øvre ytre gjengede koniske partiet (1) løper over i en videre hul øvre sylindrisk modul (2) som et utstyrt med en sentral boring (43) med større diameter enn den sentrale kanalen (4) over, og hvor en hul sylindrisk stuss (34) fra den underliggende kronen (3) er innfestet i den sentrale boringen (43) og forbinder de to hoveddelene (2, 3) av borekronen. Den hule sentrale kanalen (4) forgrener seg til dysekanaler (40) med dyser (41) ut gjennom kronen (3), hvor dysene munner ut i utsparinger (42) mellom vingene (5) med de faste PDC-kutterne (51). Fig. 2 er et bunnriss av den samme utførelsen av borekronen ifølge oppfinnelsen. I denne utførelsen er der to typer vinger (5) med faste PDC-kuttere (51): Tre første vinger (5a) som strekker seg i det minste fra borekronens periferi og inn nesten til sentrum av borekronen, og tre andre vinger som er kortere og strekker seg i det minste fra periferien av borekronen og halvveis inn til sentrum av borekronen. Utsparingene (42) strekker seg således mellom de første og de andre vingene (41a, 41b), og strekker seg også forbi den indre odden av de kortere vingene (5b). Fig. 1 og Fig. 3 viser en såkalt "breaker slot" eller borekroneavstuer (21) er anordnet for å holde borekronen fast ved boredekket når nedre del av borestrengen skal monteres eller skrues av et hult øvre gjenget koniskparti (1).
Det nye ved oppfinnelsen er vist i snittet i Fig. 1 og i Fig. 3 hvor en beskyttelsesring (74) er vist delvis transparent. Elastiske fjærende elementer (7) er anordnet i utsparinger (73) i den sylindriske veggen i boringen (43) i den sylindriske øvre modulen (2), hvor de elastiske fjærende elementene (7) er montert på bolter (72) som strekker seg inn i den
sylindriske stussen (34) på kronen (3).
Alternativt kan man snu om på monteringen og montere - elastiske fjærende elementer (7) anordnet i utsparinger (73) inn i den sylindriske stussen (34) på kronen (3), hvor de elastiske fjærende elementene (7) er montert på stammer eller bolter (72) som strekker seg ut i den sylindriske veggen i boringen (43) i den sylindriske øvre modulen (2).
Det kan være tre, fire, seks, eller flere elastiske fjærende elementer anordnet perifert i forbindelsen mellom stussen og boringen, avhengig av diameteren på borekronen. Diameteren kan være 73 mm, opp til 445 mm eller større. Dersom det brukes en bolt (71) kan denne fores ut med en hylse ut til det elastiske fjærende elementet.
Det fjærende elementet kan være dannet i syntetisk gummi eller tilsvarende, eller i fjærende stål. Man kan også anordne små hydrauliske stempler og sylindere med et fluid eller fluidstrøm som fjærende element.
For å unngå at det fjærende elementet (7) skal ligge åpent mot brønnfluidet kan det i en utførelse av oppfinnelsen anordnes en beskyttelseshylse (74) som træs ned over de ytre endene av de fjærende elementene (7).
I en utførelse av fixed-cutter-borekronen ifølge oppfinnelsen er det anordnet en ringpakning (8) som demper aksielt mellom toppen av kronens stuss (34) og bunnen av boringen (43).
Oppfinnelsen kan alternativt enklere uttrykkes som en fixed-cutter-borekrone med
- et hult øvre gjenget konisk parti eller box gjengeparti (1) for montering i tilsvarende gjengeparti i borestrengens nedre del, hvor gjengepartiet (1) løper over i - en øvre sylindrisk modul (2) med en gjennomgående aksial kanal (4) for boreslamtilførsel fra borestrengen, og som er utstyrt med - en nedre aksial boring (43) som holder en sylindrisk stuss (34) fra den underliggende kronen (3) og dermed forbinder de to hoveddelene (2, 3) av borekronen, - hvor den sentrale kanalen (4) strekker seg et stykke ned i kronen (3) og forgrener seg til dysekanaler (40) med dyser (41) ut gjennom kronen (3), hvor dysene (41) munner ut nær utsparinger (42) mellom vinger (5) med PDC-kuttere (51), med - elastiske fjærende elementer (7) anordnet i utsparinger (73) i den sylindriske veggen i boringen (43) i den sylindriske øvre modulen (2), hvor de elastiske fjærende elementene (7) er montert på stammer eller bolter (72) som strekker seg inn i den sylindriske stussen
(34) på kronen (3), eller motsatt slik som beskrevet ovenfor.
Claims (5)
1. En borekrone med faste kutterelementer, med - et hult øvre gjenget konisk parti (1) for innskruing i borestrengens nedre del, hvor det øvre ytre gjengede koniske partiet (1) løper over i - en øvre sylindrisk modul (2) med en gjennomgående aksial kanal (4) for boreslamtilførsel fra borestrengen, og som er utstyrt med - en nedre aksial boring (43) som holder en sylindrisk stuss (34) fra den underliggende kronen (3) og dermed forbinder de to hoveddelene (2, 3) av borekronen, - hvor den sentrale kanalen (4) strekker seg et stykke ned i kronen (3) og forgrener seg til dysekanaler (40) med dyser (41) ut gjennom kronen (3), hvor dysene (41) munner ut i utsparinger (42) mellom vinger (5) med polykrystalline diamant-kuttere (PDC) (51),karakterisert ved- elastiske fjærende elementer (7) anordnet i utsparinger (73) i den sylindriske veggen i boringen (43) i den sylindriske øvre modulen (2), hvor de elastiske fjærende elementene (7) er montert på stammer eller bolter (72) som strekker seg inn i den sylindriske stussen (34) på kronen (3).
2. En borekrone med faste kutterelementer ifølge krav 1, hvor de elastiske fjærende elementene (7) er sylindriske.
3. En borekrone med faste kutterelementer ifølge krav 1, hvor de elastiske fjærende elementene (7) er elliptiske, med sin største akse i et plan vinkelrett på borekronens akse (horisontalt i forhold til en vertikal akse).
4. En borekrone med faste kutterelementer ifølge krav 3, hvor de elastiske fjærende elementenes (7) stamme (72) er plateformet og rundet, og strekker seg i det samme planet som det elliptiske fjærende elementets (7) langakse-plan.
5. En borekrone med faste kutterelementer ifølge krav 1, hvor det er anordnet en ringpakning (8) som demper aksielt mellom toppen av kronens stuss (34) og bunnen av boringen (43).
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20130280A NO335329B1 (no) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Borekrone med faste kutterelementer |
| PCT/NO2013/000059 WO2014129905A2 (en) | 2013-02-20 | 2013-12-31 | Drill bit with fixed cutter elements |
| US14/769,219 US9464485B2 (en) | 2013-02-20 | 2013-12-31 | Drill bit with fixed cutter elements |
| EP13843039.2A EP2959090A2 (en) | 2013-02-20 | 2013-12-31 | Drill bit with fixed cutter elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20130280A NO335329B1 (no) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Borekrone med faste kutterelementer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20130280A1 NO20130280A1 (no) | 2014-08-21 |
| NO335329B1 true NO335329B1 (no) | 2014-11-17 |
Family
ID=50391347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20130280A NO335329B1 (no) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Borekrone med faste kutterelementer |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9464485B2 (no) |
| EP (1) | EP2959090A2 (no) |
| NO (1) | NO335329B1 (no) |
| WO (1) | WO2014129905A2 (no) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10710148B2 (en) * | 2017-02-27 | 2020-07-14 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of forming forged fixed-cutter earth-boring drill bit bodies |
| US11013340B2 (en) | 2018-05-23 | 2021-05-25 | L&P Property Management Company | Pocketed spring assembly having dimensionally stabilizing substrate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6102142A (en) * | 1996-12-24 | 2000-08-15 | Total, | Drilling tool with shock absorbers |
| US8261632B2 (en) * | 2008-07-09 | 2012-09-11 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming earth-boring drill bits |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2567084A (en) | 1947-05-23 | 1951-09-04 | Termite Drills Inc | Bit |
| US2782005A (en) * | 1952-08-20 | 1957-02-19 | Arthur I Appleton | Well drilling bit |
| US3135103A (en) * | 1962-04-27 | 1964-06-02 | Black Harold | Flexible joint for drill string |
| US5503236A (en) | 1993-09-03 | 1996-04-02 | Baker Hughes Incorporated | Swivel/tilting bit crown for earth-boring drills |
| GB9402216D0 (en) * | 1994-02-04 | 1994-03-30 | Bp Exploration Operating | Drilling bit assembly and apparatus |
| WO2007114749A1 (en) | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Sandvik Intellectual Property Ab | Down-the-hole hammer, percussion bit assembly and method of enlarging a hole |
| WO2007146276A1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-21 | Baker Hughes Incorporated | Surface textures for earth boring bits |
-
2013
- 2013-02-20 NO NO20130280A patent/NO335329B1/no unknown
- 2013-12-31 US US14/769,219 patent/US9464485B2/en active Active
- 2013-12-31 EP EP13843039.2A patent/EP2959090A2/en not_active Withdrawn
- 2013-12-31 WO PCT/NO2013/000059 patent/WO2014129905A2/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6102142A (en) * | 1996-12-24 | 2000-08-15 | Total, | Drilling tool with shock absorbers |
| US8261632B2 (en) * | 2008-07-09 | 2012-09-11 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming earth-boring drill bits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2959090A2 (en) | 2015-12-30 |
| US20160002980A1 (en) | 2016-01-07 |
| WO2014129905A8 (en) | 2015-02-26 |
| US9464485B2 (en) | 2016-10-11 |
| WO2014129905A2 (en) | 2014-08-28 |
| NO20130280A1 (no) | 2014-08-21 |
| WO2014129905A3 (en) | 2014-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107842317B (zh) | 硬岩钻进用冲剪复合钻头 | |
| CA3008439C (en) | Self-adjusting earth-boring tools and related systems and methods | |
| CN102199992B (zh) | 一种旋冲-扩孔复合钻头 | |
| CN107246240B (zh) | 自适应扭矩平衡差压式钻头 | |
| US20080087473A1 (en) | Percussive Drill Bit | |
| US20140014412A1 (en) | Polycrystalline diamond percussion drill bits using low thrust and torque for application with small diameter drill bits | |
| GB2534370A (en) | A cutting element for a drill bit | |
| CN105317377B (zh) | 中心差压式钻头 | |
| CN105649539A (zh) | 破碎锤复合切削pdc钻头 | |
| US10329843B2 (en) | Fixed cutter drill bit having core receptacle with concave core cutter | |
| CA2747434A1 (en) | Hybrid drill bit with high pilot-to-journal diameter ratio | |
| CA2522019C (en) | Nutating single cone drill bit | |
| CN106661925A (zh) | 力自平衡钻头 | |
| NO335329B1 (no) | Borekrone med faste kutterelementer | |
| CN102678059A (zh) | 机械式钻具蓄能保护工具 | |
| NO314670B1 (no) | Boreverktöy med stötdempere | |
| EP2740884B1 (en) | Rock bit tip and rock bit | |
| CN106968595B (zh) | 冲击式连续啮合多方位切削高效混合钻头 | |
| CN209212160U (zh) | 新型复锥pdc牙轮复合钻头 | |
| CN105909175A (zh) | 镶齿牙轮钻头 | |
| CN101666210A (zh) | 一种钻井扩孔钻头 | |
| CN202645440U (zh) | 多刀翼组石油钻井pdc钻头 | |
| CN104110235A (zh) | 同心式生产传压装置 | |
| CN111173454A (zh) | 一种三刀翼复合齿与三牙轮齿的组合钻头 | |
| RU2018101636A (ru) | Буровое долото, имеющее резцы скалывающего действия с опорной частью уменьшенного диаметра |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: CAPSHELL AS, NO |