RU174631U1

RU174631U1 - DRILL BORING CHISEL

Info

Publication number: RU174631U1
Application number: RU2017111595U
Authority: RU
Inventors: Илья Сергеевич Шленкин; Владимир Владимирович Мыкалкин; Михаил Сергеевич Головкин; Артур Наилевич Шарипов; Алексей Юрьевич Драган; Андрей Григорьевич Балута
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-10-24

Abstract

Полезная модель относится к буровым шарошечным долотам, а именно к армированию спинки лапы шарошечного долота алмазными поликристаллическими резцами PDC. Буровое шарошечное долото состоит из лап, на которых установлены шарошки, на спинках и козырьках лап установлены поликристаллические алмазные резцы PDC и твердосплавные зубки, поликристаллические алмазные резцы PDC установлены на спинках, козырьках, набегающих гранях и выносных площадках лап под углом от 10° до 170° между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной касательной спинки лапы. 4 фиг.The invention relates to cone drill bits, namely to reinforcing the back of the cone of a cone bit with diamond polycrystalline PDC cutters. The cone drill bit consists of paws on which cones are mounted, PDC polycrystalline diamond cutters and carbide teeth are installed on the backs and peaks of the paws, PDC polycrystalline diamond cutters are installed on the backs, visors, oncoming edges and outrigger paws at an angle of 10 ° to 170 ° between the front surface of the incisor and the plane perpendicular to the tangent back of the paw. 4 of FIG.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к буровым шарошечным долотам, а именно к армированию спинки лапы шарошечного долота алмазными поликристаллическими резцами PDC.The proposed utility model relates to cone drill bits, namely to reinforcing the back of the cone of a cone bit with diamond polycrystalline PDC cutters.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус, лапы, на которых установлены шарошки, при этом на поверхностях лап и шарошек, контактирующих со стенками скважины, имеется износостойкое покрытие (Масленников И.К. и др. Инструмент для бурения скважин. - М.: Недра, 1981. - С. 14, 15, 17).Known cone bit containing a body, paws on which the cones are mounted, while on the surfaces of the paws and cones in contact with the walls of the well, there is a wear-resistant coating (Maslennikov I.K. et al. Tool for drilling wells. - M .: Nedra , 1981. - S. 14, 15, 17).

Недостатком изобретения является низкое сопротивление наплавленного материала абразивному износу, а также то, что твердосплавная наплавка не участвует в активном калибровании и формировании стенки скважин.The disadvantage of the invention is the low resistance of the deposited material to abrasive wear, as well as the fact that carbide surfacing is not involved in the active calibration and formation of the wall of the wells.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус с лапами и закрепленными на их цапфах шарошками с породоразрушающими элементами, отличающееся тем, что концы спинок и лап, закрывающие полости опор, оснащены защитными накладными сменными козырьками из материала, более износостойкого, чем материал самих лап (заявка РФ №2002123508, E21B 10/50, опубл. 10.03.2004 г.).Known cone drill bit containing a housing with paws and cones fixed on their pins with rock cutting elements, characterized in that the ends of the backs and paws covering the cavities of the supports are equipped with protective patch removable visors made of a material that is more wear-resistant than the material of the paws themselves (application of the Russian Federation No. 2002123508, E21B 10/50, published March 10, 2004).

Недостатком данного способа является то, что накладка не участвует в формировании стенки скважины, а только защищает козырек долота.The disadvantage of this method is that the patch does not participate in the formation of the borehole wall, but only protects the visor of the bit.

Известно буровое шарошечное долото, состоящее из лап и шарошек, в котором спинки лапы и козырька с набегающей стороны наплавляются твердым сплавом и армируются твердосплавными, или алмазными, или в комбинации твердосплавными и алмазными зубками (каталог ОАО «Волгабурмаш», 2013 г., стр. 44).A cone drill bit is known, consisting of paws and cones, in which the backs of the paws and the visor from the upstream side are fused with hard alloy and reinforced with carbide or diamond, or in combination with carbide and diamond teeth (Volgaburmash catalog, 2013, p. 44).

Недостатком данной конструкции является то, что алмазные зубки лишь пассивно защищают долото от потери диаметра и при этом не участвуют в активном формировании стенки скважины.The disadvantage of this design is that the diamond teeth only passively protect the bit from loss of diameter and do not participate in the active formation of the borehole wall.

Целью настоящей полезной модели является повышение ресурса шарошечного долота без потерь по агрессивности основного вооружения (механической скорости).The purpose of this utility model is to increase the resource of a cone bit without loss in terms of aggressiveness of the main weapon (mechanical speed).

Поставленная цель достигается с помощью бурового шарошечного долота, состоящего из лап, на которых установлены шарошки, на спинках и козырьках лап установлены поликристаллические алмазные резцы PDC и твердосплавные зубки, согласно полезной модели поликристаллические алмазные резцы PDC установлены на спинках, козырьках, набегающих гранях и выносных площадках лап под углом от 10° до 170° между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной касательной спинки лапы.This goal is achieved using a cone drill bit, consisting of paws on which cones are mounted, polycrystalline diamond cutters PDC and carbide teeth are installed on the backs and visors of paws, according to a utility model, polycrystalline diamond cutters PDC are installed on the backs, visors, oncoming edges and outriggers paws at an angle of 10 ° to 170 ° between the front surface of the incisor and the plane perpendicular to the tangent back of the paw.

На прилагаемой фиг. 1 изображена схема расположения алмазного поликристаллического резца; на фиг. 2, фиг. 3, на фиг. 4 показаны варианты расположения поликристаллических алмазных резцов на спинке долота.In the attached FIG. 1 shows an arrangement of a diamond polycrystalline cutter; in FIG. 2, FIG. 3, in FIG. Figure 4 shows the location of polycrystalline diamond cutters on the back of the bit.

Буровое шарошечное долото состоит из лап 1, шарошек (не показано), спинки лапы 2, козырька лапы 3, набегающей грани 4, выносной площадки 5, поликристаллических алмазных резцов PDC 6, твердосплавных зубков 7.The cone drill bit consists of paws 1, cones (not shown), back of paw 2, visor of paw 3, oncoming face 4, remote site 5, polycrystalline diamond cutters PDC 6, carbide teeth 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Буровое шарошечное долото наворачивается на колонну бурильных труб (не показана) и спускается на забой скважины, где и происходит сам процесс бурения. В процессе вращения колонны спинка лапы 2 бурового шарошечного долота контактирует со стенками скважины. При этом спинка лапы 2 как правило практически не участвует в формировании стенки скважины, а лишь защищает долото от потери диаметра, т.к. армирована только твердосплавными зубками 7 или наплавлена твердым сплавом, а обе эти защиты не оказывают породоразрушающего воздействия на горную породу при бурении. Поликристаллические алмазные резцы PDC 6 устанавливают таким образом, чтобы их режущая часть выходила за диаметр скважины (фиг. 1). Поликристаллические алмазные резцы PDC 6 установлены под углом от 10° до 170° между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной касательной спинки лапы 2, что и обуславливает режущий эффект. Фактически, вооружение спинки лапы 2 активно формирует стенку скважины, благодаря чему делает сечение скважины более круглым, при этом сама спинка лапы 2 не работает по стенке скважины. Крепление поликристаллических алмазных резцов PDC 6 на спинке лапы 2 бурового шарошечного долота может быть различным: прессованием, пайкой, свариванием, приклеиванием, фиксацией с помощью вспомогательных элементов. Место расположения активно режущих поликристаллических алмазных резцов PDC 6 на спинке лапы 2 бурового шарошечного долота может быть различным: непосредственно на спинке 2, козырьке 3, на набегающей грани 4 и на выносной площадке 5 лап 1.A cone drill bit is screwed onto a drill pipe string (not shown) and lowered to the bottom of the well, where the drilling process itself takes place. During the rotation of the column, the back of the paw 2 of the cone bit contacts with the walls of the well. In this case, the back of the paw 2 as a rule practically does not participate in the formation of the borehole wall, but only protects the bit from loss of diameter, because reinforced only with carbide teeth 7 or fused with hard alloy, and both of these protections do not have a rock-breaking effect on the rock during drilling. Polycrystalline diamond cutters PDC 6 set so that their cutting part extends beyond the diameter of the well (Fig. 1). Polycrystalline diamond cutters PDC 6 are installed at an angle from 10 ° to 170 ° between the front surface of the cutter and the plane perpendicular to the tangent back of the legs 2, which causes the cutting effect. In fact, armament of the back of the paw 2 actively forms the wall of the well, due to which it makes the cross section of the well more circular, while the back of the paw 2 itself does not work along the wall of the well. The fastening of polycrystalline diamond cutters PDC 6 on the back of the paw 2 of the cone bit can be different: pressing, soldering, welding, gluing, fixing using auxiliary elements. The location of the PDC 6 actively cutting polycrystalline diamond cutters on the back of the leg 2 of the cone bit can be different: directly on the back 2, the visor 3, on the incident face 4 and on the outrigger 5 of the legs 1.

Размещение поликристаллических алмазных резцов PDC на спинке шарошечного долота приводит к увеличению ресурса долота, т.к. они препятствуют потере диаметра долота; повышению механической скорости бурения за счет уменьшения подвисания бурильной колонны на спинке долота, что достигается благодаря снижению площади контакта между спинкой долота и стенкой скважины; улучшению качества ствола скважины за счет дополнительного калибрования, что позволяет предотвратить прихват бурового инструмента при спускоподъемных операциях и дополнительные проработки ствола скважины; повышению качества цементирования обсадной колонны из-за сохранения расстояния между обсадной колонной и стенкой скважины.Placing PDC polycrystalline diamond cutters on the back of a cone bit increases the bit resource, because they prevent loss of bit diameter; increasing the mechanical drilling speed by reducing the suspension of the drill string on the bit back, which is achieved by reducing the contact area between the bit back and the borehole wall; improving the quality of the wellbore due to additional calibration, which helps to prevent the seizure of the drilling tool during tripping and additional development of the wellbore; improving the quality of casing cementing due to the preservation of the distance between the casing and the borehole wall.

Claims

The cone drill bit, consisting of paws on which the cones are mounted, has polycrystalline PDC diamond cutters and carbide teeth mounted on the backs and visors of the paws, characterized in that the PDC polycrystalline diamond cutters are mounted on the backs, visors, oncoming edges and outriggers of the paws at an angle from 10 ° to 170 ° between the front surface of the incisor and the plane perpendicular to the tangent back of the paw.