RU153977U1

RU153977U1 - HYDRAULIC DRILL BIT

Info

Publication number: RU153977U1
Application number: RU2014113147/03U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Васильевич Нескоромных; Павел Геннадьевич Петенёв; Алишер Нуритдинович Файзиев; Елена Олеговна Шишкина
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-08-10

Abstract

Гидромониторный насадок бурового долота, содержащий переменного сечения цилиндрический корпус с центральным каналом и клиновидную пластину, отличающийся тем, что для крепления насадка корпус снабжен наружной резьбой, а клиновидная пластина выполнена с заостренной формой ее торцов и расположена в центральном канале на центральной оси на расстоянии d до основания конической части канала.The hydraulic nozzle of the drill bit containing a variable section cylindrical body with a central channel and a wedge-shaped plate, characterized in that for mounting the nozzle the body is provided with an external thread, and the wedge-shaped plate is made with a pointed shape of its ends and is located in the Central channel on the central axis at a distance d to the base of the conical part of the channel.

Description

Полезная модель относится к буровым шарошечным долотам с гидромониторными насадками, и может найти применение при проходке скважин различного назначения с целью интенсификации разрушения горной породы в призабойной зоне.The utility model relates to cone drill bits with hydraulic nozzles, and may find application in the drilling of wells for various purposes in order to intensify the destruction of rock in the bottomhole zone.

Известно большое количество шарошечных долот с гидромониторными насадками и их промывочными узлами (например, авторские свидетельства СССР №309111; 1048104; патенты РФ:№2085696; 2001230). Недостатком этих изобретений является конструктивная невозможность воздействия на разрушение крепких горных пород на забое.A large number of roller cone bits with hydraulic nozzles and their flushing units are known (for example, USSR copyright certificates No. 309111; 1048104; RF patents: No. 2085696; 2001230). The disadvantage of these inventions is the constructive impossibility of influencing the destruction of strong rocks at the bottom.

Известна Буровая коронка по SU №454342, включающая рабочую часть и промывочное отверстие с насадком, с расположенной в нем клиновидной пластины. Недостатком является его невозможность эффективно снижать сопротивление механическому разрушению крепких горных пород на забое.Known drill bit according to SU No. 454342, including the working part and the flushing hole with a nozzle, located in it a wedge-shaped plate. The disadvantage is its inability to effectively reduce the resistance to mechanical destruction of strong rocks at the bottom.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы буровых долот.The objective of the utility model is to increase the efficiency of drill bits.

Достигается это тем, что гидромониторный насадок бурового долота, содержащий переменного сечения цилиндрический корпус с центральным каналом и расположенной в насадке клиновидной пластиной, и для крепления насадка корпус снабжен наружной резьбой, а клиновидная пластина выполнена с заостренной формой ее торцов и расположена в центральном канале на центральной оси на расстоянии d до основания конической части канала.This is achieved by the fact that the hydraulic nozzle of the drill bit containing a cylindrical body of variable cross section with a central channel and a wedge-shaped plate located in the nozzle, and for fixing the nozzle the body is provided with an external thread, and the wedge-shaped plate is made with a pointed shape of its ends and is located in the central channel on the central axis at a distance d to the base of the conical part of the channel.

Клиновидная форма торцов пластины с заостренными концами (согласно графическому изображению) обеспечивает технический результат, заключающийся в большем разгоне струи жидкости, вызывающие изменения давления в канале с большей частотой.The wedge-shaped shape of the ends of the plate with pointed ends (according to the graphic image) provides a technical result consisting in a greater acceleration of the liquid stream, causing pressure changes in the channel with a higher frequency.

Пластина расположена на расстоянии от внутренней конической части канала на величину ее минимального диаметра с целью прохождения жидкости через пластину в момент ее максимальной скорости т.к. это влияет на частоту генерируемых колебаний, которая определяется из выражения, известного из теории гидродинамических преобразователейThe plate is located at a distance from the inner conical part of the channel by the value of its minimum diameter in order to pass the fluid through the plate at the time of its maximum speed since this affects the frequency of the generated oscillations, which is determined from the expression known from the theory of hydrodynamic transducers

где ƒ_u - частота колебаний, Гц; ψ - универсальный коеэициент; V_ж - скорость струи в зоне пластины, м/с; b_c - минимальный диаметр конической части, м; h_c - высота конической части, м.where ƒ _u is the oscillation frequency, Hz; ψ is a universal coefficient; V _W - jet velocity in the plate zone, m / s; b _c is the minimum diameter of the conical part, m; h _c - the height of the conical part, m

Как видно из выражения (1), частота колебаний инструмента зависит от скорости движения промывочной жидкости исходя их этого самое эффективное место расположения пластины будет в точке, где скорость промывочной жидкости, и соответственно частота колебаний будет максимальной, это точка как известно из теории гидродинамики находится на расстоянии d равному минимального диаметру конической части.As can be seen from expression (1), the oscillation frequency of the tool depends on the speed of the washing fluid, so that the most effective location of the plate will be at the point where the speed of the washing fluid, and accordingly the oscillation frequency will be maximum, this point is known from the theory of hydrodynamics distance d equal to the minimum diameter of the conical part.

Таким образом, происходит наложение на породоразрушающий инструмент акустических колебаний звукового и ультразвукового диапазона частот, что в свою очередь приводит к интенсификации разрушения горных пород в приповерхностном слое.Thus, the acoustic vibrations of the sound and ultrasonic frequency ranges are superimposed on the rock cutting tool, which in turn leads to intensification of rock destruction in the near-surface layer.

Сущность полезной модели поясняет чертеж, на котором в продольном разрезе изображен гидромониторный насадок бурового долота.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, in which a longitudinal section of the hydraulic nozzle of the drill bit is shown.

Предлагаемый гидромониторный насадок включает металлический корпус 1, с внутренней конической частью 2, и центральный канал 3, закрепленный в корпусе 4 шарошечного долота с помощью резьбового соединения 5. В центральном канале 3 закреплена пластина 6 с помощью элемента крепления 7. Промывочный канал долота 8.The proposed nozzle includes a metal housing 1, with an inner conical part 2, and a central channel 3 fixed in the housing 4 of the roller bit using a threaded connection 5. In the central channel 3, a plate 6 is fixed using an attachment element 7. The flushing channel of the bit 8.

Предлагаемый гидромониторный насадок работает следующим образом.The proposed hydraulic nozzle works as follows.

Очистной агент через промывочный канал долота 8 корпуса 4 долота поступает во внутреннюю часть гидромониторного насадка, который крепится к корпусу 4 долота с помощью резьбы 5, затем, проходя через внутреннюю коническую часть 2, поток промывочной жидкости разгоняется и попадает в центральный канал 3 корпуса 1 гидромониторного насадка. В центральном канале 6 струя жидкости попадает на пластину 6, которая закреплена в центральном канале с помощью элемента крепления 7. Струя жидкости, попадая на препятствие необтекаемой формы, срывается и образует вихри, следующие один за другим. В случае совпадения собственных частот струи и пластины в системе возникает резонанс и интенсивность генерируемой звуковой волны значительно увеличивается. В результате, вследствие снижения сопротивления горных пород разрушению механическая скорость проходки возрастает.The cleaning agent through the washing channel of the bit 8 of the body 4 of the bit enters the inner part of the hydraulic nozzle, which is attached to the body 4 of the bit using thread 5, then, passing through the inner conical part 2, the flow of washing liquid accelerates and enters the Central channel 3 of the housing 1 of the hydraulic monitor nozzle. In the central channel 6, the liquid stream enters the plate 6, which is fixed in the central channel by means of the fastening element 7. The liquid stream, falling on an obstacle of non-streamlined shape, breaks down and forms vortices, one after another. If the eigenfrequencies of the jet and plate coincide, a resonance arises in the system and the intensity of the generated sound wave increases significantly. As a result, due to a decrease in the resistance of rocks to destruction, the mechanical penetration rate increases.

Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой достаточно простой по конструкции гидромониторный насадок, обеспечивающий в призабойной зоне скважины снижение сопротивления горных пород, что способствует повышению механической скорости проходки скважины.Thus, the claimed utility model is a fairly simple constructional hydraulic nozzle, providing in the bottom-hole zone of the well a decrease in rock resistance, which contributes to an increase in the mechanical speed of penetration of the well.

Claims

A hydraulic drill bit nozzle comprising a variable section cylindrical body with a central channel and a wedge-shaped plate, characterized in that the body is equipped with an external thread for fastening the nozzle, and the wedge-shaped plate is made with a pointed shape of its ends and is located in the central channel on the central axis at a distance d to the base of the conical part of the channel.