RU2059786C1

RU2059786C1 - Drill bit

Info

Publication number: RU2059786C1
Application number: RU93043520A
Authority: RU
Inventors: Г.С. Лузянин; Л.М. Матвеенко; В.Д. Разуваев; И.С. Польшаков; В.А. Глебов; Н.Л. Щавелев; Г.В. Феногенов; В.А. Шашков; В.П. Галиченко
Original assignee: Конструкторское бюро производственного объединения "Саратовнефтегаз"
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: hole drilling. SUBSTANCE: packing 3 installed in central duct of drill bit has additional slot hole. Additional slot hole is placed at an angle of 120 deg to other slot holes. Each slot hole 4 is oriented to surface of rotary bit incoming to packing 3 along its generatrix. Each hole 4 is opened to embrace equipment 2 and body of rotary bit 1 close to equipment 2. EFFECT: simplified design and improved operational reliability of drill bit. 8 dwg

Description

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к конструкциям буровых шарошечных долот. The invention relates to the drilling of wells, in particular, to designs of cone drill bits.

Известно буровое долото, содержащее корпус с шарошками и боковыми каналами между шарошек, снабженными удлиненными насадками с каналами цилиндрической формы, конец которого направлен под шарошку по ходу вращения долота [1]
Недостатками долота являются высокие непроизводительные затраты энергии на повторное разрушение выбуренной породы вследствие несовершенства промывочной схемы долота, а также из-за отсутствия мер против шарошечного сальникообразования.Known drill bit containing a housing with cones and side channels between the cones, equipped with elongated nozzles with channels of cylindrical shape, the end of which is directed under the cone in the direction of rotation of the bit [1]
The disadvantages of the bit are the high unproductive energy costs for the repeated destruction of the cuttings due to imperfections in the flushing pattern of the bit, as well as due to the lack of measures against rolling cone formation.

Известно буровое долото, содержащее корпус с шарошками и двумя боковыми промывочными каналами, оснащенными щелевыми насадками, причем щелевое отверстие одной насадки направлено к центру долота, а щелевое отверстие второй насадки направлено к периферии долота [2]
Недостатком долота является недостаточная очистка от выбуренной породы забоя и поверхности шарошек, являющаяся следствием слабого гидродинамического воздействия промывочной жидкости.Known drill bit containing a housing with cones and two side flushing channels equipped with slotted nozzles, and the slotted hole of one nozzle is directed to the center of the bit, and the slotted hole of the second nozzle is directed to the periphery of the bit [2]
The disadvantage of the bit is the insufficient cleaning of the cuttings of the face and the surface of the cones, which is a consequence of the weak hydrodynamic effects of the flushing fluid.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы долота за счет предотвращения шарошечного сальникообразования и интенсификации удаления шлама из поддолотного пространства. The objective of the invention is to increase the efficiency of the bit due to the prevention of cone omental formation and intensification of the removal of sludge from the under-bosom space.

Указанная задача достигается тем, что в известном буровом долоте, содержащем корпус, прикрепленные к корпусу шарошки, центральный канал в корпусе, снабженный насадками с радиальными щелевыми отверстиями, расположенными под углом 120^о между собой, каждая щель насадки ориентирована на набегающую под нее поверхность шарошки вдоль образующей и выполнена с раскрытием, охватывающим вооружение и тело шарошки вблизи вооружения.This task is achieved by the fact that in the known drill bit containing the housing, attached to the cone of the cone, the Central channel in the enclosure, equipped with nozzles with radial slotted holes located at an angle of 120 ^about each other, each slot of the nozzle is oriented on the cone under it cone along generatrix and made with the disclosure, covering the weapons and the body of the cone near the weapons.

На фиг.1 схематично показано предлагаемое буровое долото; на фиг.2 насадка щелевая для центрального канала долота; на фиг. 3 разрез А-A на фиг. 2; на фиг. 4 щель, формы ее раскрытиz; на фиг.5 схема охвата шарошки плоской струей промывочной жидкости, план; на фиг.6 то же, аксонометрия; на фиг.7 распределение давления по развертке обтекаемой полуповерхности неподвижной шарошки на вертикальную плоскость; на фиг.8 распределение давлений по экваториальным линиям обтекаемой поверхности шарошки на разных расстояниях от вершины шарошки. Figure 1 schematically shows the proposed drill bit; figure 2 nozzle crevice for the Central channel of the bit; in FIG. 3 is a section A-A in FIG. 2; in FIG. 4 slot, forms of its opening; figure 5 scheme of coverage of the cone with a flat jet of washing liquid, plan; Fig.6 is the same, a perspective view; Fig.7 distribution of pressure along the scan of the streamlined half-surface of a stationary cone on a vertical plane; on Fig distribution of pressures along the equatorial lines of the streamlined surface of the cone at different distances from the top of the cone.

На фиг. 7 и 8 обозначено: α угловое расстояние между образующими обтекаемой полуповерхности шарошки согласно схеме обтекания и отсцепу угловых расстояний (см. фиг.6); r расстояние от вершины до основания шарошки по ее образующей или по радиусу долота (см); Р изменение давления на поверхности шарошки, отсчитываемое от уровня гидростатического давления (см. вод. ст.). На фиг. 7 эти изменения давления нанесены цифрами около координатных точек замера, при этом знак "минус" означает понижение давления относительно гидростатического, т. е. разрежение давления, а знак "плюс" повышение давления относительно гидростатического. In FIG. 7 and 8 denote: α the angular distance between the generatrices of the streamlined cone semi-surface according to the flow pattern and the angular distance disconnector (see Fig. 6); r distance from the top to the base of the cone along its generatrix or along the radius of the bit (cm); P is the change in pressure on the surface of the cone, measured from the level of hydrostatic pressure (see water column). In FIG. 7, these pressure changes are plotted in numbers near the coordinate points of measurement, while the minus sign means a decrease in pressure relative to the hydrostatic pressure, ie, a vacuum pressure, and the plus sign indicates an increase in pressure relative to the hydrostatic pressure.

Буровое долото включает в себя прикрепленные к корпусу шарошки 1 с вооружением 2, расположенные в центральном промывочном канале насадку 3 с радиальными щелевыми отверстиями 4. Каждая щель 4 расположена под углом 120^о относительно друг друга. Каждая щель 4 ориентирована на набегающую под нее поверхность шарошки вдоль образующей. Форма раскрытия щели 4 может иметь вид 5 или 6, или 7 и выбирается из условия охвата набегающего под щель вооружения шарошки и тела шарошки вблизи вооружения вдоль образующей, так что граница охвата занимает положение, отмеченное пунктирными линиями 8 и 9 (см. фиг. 5), а образующая 10 шарошки расположена между этими границами. Вращение долота по часовой стрелке 11 сопровождается вращением шарошки против часовой стрелки 12 навстречу струе 13 промывочной жидкости. В процессе работы долота вооружение 2 шарошки 1, вращающейся против часовой стрелки, и тело шарошки вблизи вооружения вдоль образующей 10, попадают под плоскую струю 13 промывочной жидкости, охватывающую в границах 8 и 9 вооружение и тела шарошки. При обтекании шарошки возникает разрежение и результирующая сила, направленная от поверхности шарошки 1 перпендикулярно направлению обтекания, которая открывает прилипший к шарошке шлам, чем предотвращается шарошечное сальникообразование. Далее струя промывочной жидкости воздействует на забой, приводя в движение выбуренную породу, которая затем вытягивается в вышерасположенную зону разрежения, чем интенсифицируется очистка забоя. В результате возрастает механическая скорость бурения и проходка на долото.The drill bit includes a housing secured to the cutter 1 with arms 2 disposed at the central flushing channel nozzle 3 with the radial slot openings 4. Each slit 4 is arranged at an angle ^of 120 relative to each other. Each slot 4 is oriented on the cone surface running under it along the generatrix. The shape of the opening of the slit 4 can be 5 or 6, or 7 and is selected from the condition of coverage of the cone and the body of the cone near the armament along the generatrix, so that the boundary of coverage occupies the position indicated by dashed lines 8 and 9 (see Fig. 5 ), and the generatrix 10 of the cone is located between these boundaries. The rotation of the bit clockwise 11 is accompanied by the rotation of the cone counterclockwise 12 towards the jet 13 of the washing liquid. In the process of operation of the bit, the armament 2 of the cone 1, rotating counterclockwise, and the body of the cone near the armament along the generatrix 10, fall under the flat stream 13 of the flushing fluid, covering arms and bodies of the cone at borders 8 and 9. When flowing around the cone, a rarefaction occurs and the resulting force is directed from the surface of the cone 1 perpendicular to the direction of flow, which opens the sludge adhering to the cone, which prevents cone omental formation. Further, the jet of flushing fluid acts on the bottom, setting the cuttings in motion, which is then pulled into the upstream rarefaction zone, which intensifies the cleaning of the bottom. As a result, the mechanical drilling speed and penetration to the bit increase.

Claims

A DRILL BIT, comprising a housing attached to a roller cone with armament, a central channel in the housing, and a nozzle located in the central channel with two radial slotted holes located at an angle of 120 ^° relative to one another, characterized in that the nozzle is made with an additional radial slotted hole, disposed at an angle of 120 ^o to the main slit openings, wherein each slot is oriented upwind under the nozzle cone surface along its generatrix and provided with opening covering in -equipment and the body near the cone arms.