RU206098U1

RU206098U1 - DRILLING ROD

Info

Publication number: RU206098U1
Application number: RU2021105282U
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Костюкович; Виталий Анатольевич Романович; Евгений Сергеевич Кренгольд
Original assignee: Открытое акционерное общество "ЛМЗ Универсал"
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2021-08-23

Abstract

Буровая штанга относится к области буровой техники и может быть использована в шарошечных станках для бурения взрывных скважин.Цель полезной модели - увеличение срока службы буровой штанги.Технический результат достигается тем, что буровая штанга, содержащая гильзу и соединенные с ней на одном конце муфту, на другом конце ниппель, на наружной поверхности гильзы имеет закрепленные металлические полосы параллельно оси штанги или по винтовой линии. Благодаря металлическим полосам, которые закреплены по наружной поверхности гильзы, значительно увеличился срок службы буровой штанги. Кроме того, полосы способствуют эффективному и быстрому затиранию стенок скважины при прохождении водоносных слоев в горной породе.The drill rod belongs to the field of drilling technology and can be used in rotary cutters for drilling blast holes. The purpose of the utility model is to increase the service life of the drill rod. The technical result is achieved by the fact that a drill rod containing a sleeve and a sleeve connected to it at one end is the other end of the nipple, on the outer surface of the sleeve, has metal strips fixed parallel to the rod axis or along a helical line. Thanks to the metal strips that are attached to the outer surface of the liner, the service life of the drill rod is significantly increased. In addition, the strips contribute to the efficient and fast mashing of the borehole walls when passing the aquifers in the rock.

Description

Полезная модель относится к области буровой техники и может быть использована в шарошечных станках для бурения взрывных скважин.The utility model relates to the field of drilling technology and can be used in rotary cutters for drilling blast holes.

Буровые штанги служат для передачи долоту крутящего момента и осевого усилия, а также подвода к забою сжатого воздуха для удаления из скважины буровой мелочи. В комплект буровых штанг входит концевая штанга (забурник) и несколько основных рабочих штанг, каждая из которых содержит муфту (верхнюю часть), гильзу (труба) и ниппель (нижняя часть). В зависимости от глубины бурения буровой став может формироваться из нескольких буровых штанг. Ниппели рабочих штанг имеют внутреннюю резьбу меньшего диаметра для соединения со шпинделем вертлюга, через который подаются воздух и вода [1].Drill rods are used to transmit torque and axial force to the bit, as well as to supply compressed air to the bottom to remove drill fines from the well. The drill rod kit includes an end rod (borer) and several main working rods, each of which contains a sleeve (top part), a sleeve (pipe) and a nipple (bottom part). Depending on the drilling depth, the drill string can be formed from several drill rods. The nipples of the working rods have an internal thread of a smaller diameter for connection with the swivel spindle, through which air and water are supplied [1].

Недостатком буровой штанги является небольшой срок службы, что обуславливает необходимость частой ее замены в связи с износом.The disadvantage of a drill rod is its short service life, which necessitates its frequent replacement due to wear.

В процессе бурения поверхность бурового става изнашивается неравномерно по длине става, вблизи долота износ больше. Причем первая штанга изнашивается более интенсивно, чем вторая и третья, поэтому в процессе эксплуатации осуществляют ротацию штанг (меняют их местами) [2].In the process of drilling, the surface of the drill string wears out unevenly along the length of the drill string; near the bit, the wear is greater. Moreover, the first rod wears out more intensively than the second and third, therefore, during operation, the rods are rotated (swapped) [2].

Недостатком такого процесса так же является небольшой срок службы бурового става, что обуславливает необходимость частой замены буровых штанг в связи с износом.The disadvantage of this process is also the short service life of the drill string, which necessitates frequent replacement of drill rods due to wear.

Известна буровая штанга, содержащая гильзу, ниппель и муфту, соединенные между собой посредством резьбы [3].Known drill rod containing a sleeve, a nipple and a sleeve, connected to each other by means of a thread [3].

Недостатком буровой штанги является небольшой срок службы, что обуславливает необходимость частой ее замены в связи с износом. Износ штанги по наружной поверхности в основном обусловлен трением штанги о стенки буримой скважины, а также, в меньшей степени, трением о штангу буровой мелочи при ее подъеме в потоке отводимого воздуха по затрубному пространству.The disadvantage of a drill rod is its short service life, which necessitates its frequent replacement due to wear. Rod wear on the outer surface is mainly due to the friction of the rod against the walls of the borehole, as well as, to a lesser extent, friction against the rod of drill bits when it rises in the flow of exhaust air along the annular space.

Цель полезной модели - увеличение срока службы штанги путем ограничения взаимодействия наружной поверхности трубы со стенками буримой скважины.The purpose of the utility model is to increase the service life of the rod by limiting the interaction of the outer surface of the pipe with the walls of the drilled well.

Технический результат достигается тем, что буровая штанга, содержащая гильзу и соединенные с ней на одном конце муфту, на другом конце ниппель, на наружной поверхности гильзы имеет закрепленные металлические полосы параллельно оси штанги или по винтовой линии.The technical result is achieved in that the drill rod containing the sleeve and connected to it at one end of the sleeve, at the other end of the nipple, on the outer surface of the sleeve has metal strips fixed parallel to the axis of the rod or along a helical line.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена буровая штанга с закрепленными прямыми металлическими полосами, на фиг. 2 представлен поперечный разрез А-А буровой штанги с прямыми металлическими полосами, на фиг. 3 изображена буровая штанга с закрепленными металлическими полосами, выполненными по винтовой (спиралевидной) линии, на фиг. 4 изображен поперечный разрез Б-Б буровой штанги с полосами, закрепленными по винтовой линии.The proposed utility model is illustrated in the drawings, where FIG. 1 shows a drill rod with fixed straight metal strips, FIG. 2 is a cross section AA of a drill rod with straight metal strips; FIG. 3 shows a drill rod with fixed metal strips made along a helical (spiral) line, FIG. 4 shows a cross-section BB of a drill rod with strips fixed along a helical line.

Буровая штанга состоит из гильзы 1, выполненной из трубы, к которой присоединены с одной стороны муфта 2, а с другой стороны ниппель 3. Ниппель 3 буровой штанги имеет возможность соединяться с долотным переходником 4 с долотом 5. Муфта 2 буровой штанги имеет возможность устанавливаться в шпиндельный переходник бурового станка (не показан). Буровой став может содержать несколько буровых штанг. В таком случае муфта 2 буровой штанги устанавливается в шпиндельный переходник, ниппель 3 соединяется с муфтой 2 нижестоящей буровой штанги, а ниппель 3 самой нижней буровой штанги соединен с долотным переходником 4 с долотом 5. Все элементы буровой штаги присоединены к гильзе 1 резьбовыми соединениями. На наружной поверхности гильзы 1 закреплены металлические полосы 6, расположенные параллельно оси буровой штанги (фиг. 1) или по винтовой линии (фиг. 3). Буровая штанга в процессе бурения расположена в скважине 7.The drill rod consists of a sleeve 1 made of a pipe to which a coupling 2 is attached on one side, and a nipple 3 on the other side. drilling rig spindle adapter (not shown). The drill string can contain several drill rods. In this case, the drill rod sleeve 2 is installed in the spindle adapter, the nipple 3 is connected to the downstream drill rod sleeve 2, and the nipple 3 of the lowest drill rod is connected to the bit adapter 4 with the bit 5. All elements of the drill rod are connected to the sleeve 1 by threaded connections. On the outer surface of the sleeve 1, metal strips 6 are fixed, located parallel to the axis of the drill rod (Fig. 1) or along a helical line (Fig. 3). The drill rod while drilling is located in well 7.

Буровая штанга работает следующим образом. Муфта 2 буровой штанги закреплена в шпиндельном переходнике (не показан) и передает гильзе 1 вращательное движение и осевое усилие, направленное вглубь скважины 7. Гильза 1 соединяется с ниппелем 3, с долотным переходником 4 с долотом 5. При бурении скважины 7 механизм подачи прижимает буровую штагу с долотом 5 в направлении бурения. При бурении скважины 7 на глубину, превышающую длину одной буровой штанги, наращивают буровой став из нескольких штанг. Муфта 2 верхней буровой штанги устанавливается в шпиндельный переходник и передает крутящий момент на гильзу 1, соединенную с ниппелем 3, которая соединяется с муфтой 2 нижестоящей гильзы 1 и ниппель 3, а ниппель 3 самой нижней буровой штанги соединяется с долотным переходником 4 с долотом 5. Все элементы буровой штаги присоединяются к гильзе 1 резьбовыми соединениями. Буровые штанги служат не только для одновременной передачи долоту 5 крутящего момента и осевого усилия, а также для подвода к забою сжатого воздуха с целью охлаждения долота 5 и удаления буровой мелочи из скважины 7. В процессе бурения штанга может отклоняться от оси бурения, в результате чего ее наружная поверхность может соприкасаться со стенками скважины 7. При контакте буровой штанги со стенками скважины 7, металлические полосы 6 предохраняют поверхность гильзы 1 от истирания. При бурении скважины 7 используют буровые штанги с закрепленными параллельно оси прямыми металлическими полосами 6 (фиг. 1), которые уменьшают износ гильзы 1. При бурении скважины 7 в обводненных слоях используют буровые штанги с металлическими полосами 6, закрепленными по винтовой линии (фиг. 3). При вращении штанги с металлическими полосами 6, закрепленными по винтовой линии, осуществляется затирание стенок скважины 7 увлажненной буровой смесью, тем самым предотвращая ее затопление. По мере износа металлических полос 6 их восстанавливают, продлевая ресурс буровой штанги.The drill rod works as follows. The sleeve 2 of the drill rod is fixed in the spindle adapter (not shown) and transmits to the sleeve 1 the rotational movement and the axial force directed deep into the borehole 7. The sleeve 1 is connected to the nipple 3, with the bit adapter 4 with the bit 5. When drilling the well 7, the feed mechanism presses the drilling headstock with chisel 5 in the direction of drilling. When drilling well 7 to a depth exceeding the length of one drill rod, a drilling string is built up from several rods. The sleeve 2 of the upper drill rod is installed in the spindle adapter and transmits the torque to the sleeve 1, connected to the nipple 3, which is connected to the sleeve 2 of the lower sleeve 1 and the nipple 3, and the nipple 3 of the lowermost drill rod is connected to the bit adapter 4 with the bit 5. All elements of the drill rod are attached to the sleeve 1 with threaded connections. Drill rods are used not only for the simultaneous transmission of torque and axial force to the bit 5, but also for supplying compressed air to the bottom in order to cool the bit 5 and remove drill bits from the well 7. During drilling, the rod may deviate from the drilling axis, as a result of which its outer surface can be in contact with the walls of the borehole 7. When the drill rod contacts the walls of the borehole 7, metal strips 6 protect the surface of the sleeve 1 from abrasion. When drilling well 7, drill rods are used with straight metal strips 6 fixed parallel to the axis (Fig. 1), which reduce wear of the liner 1. When drilling well 7 in the watered layers, drill rods with metal strips 6 are used, fixed along a helical line (Fig. 3 ). When the rod rotates with metal strips 6, fixed along a helical line, the walls of the well 7 are rubbed with a moistened drilling mixture, thereby preventing its flooding. As the metal strips 6 wear out, they are restored, extending the life of the drill rod.

Предлагаемая буровая штанга, согласно полезной модели, благодаря металлическим полосам, которые закреплены по наружной поверхности гильзы, предотвращают поверхность гильзы от истирания, тем самым увеличивают срок службы буровой штанги, а закрепленные по винтовой линии металлические полосы способствуют более эффективному и быстрому затиранию стенок скважины буровой мелочью при прохождении водоносных слоев в горной породе. Возможность восстановления металлических полос продлевает ресурс буровой штанги.The proposed drill rod, according to the utility model, thanks to the metal strips that are fixed on the outer surface of the liner, prevent the liner surface from abrasion, thereby increasing the service life of the drill rod, and the metal strips fixed along the helical line contribute to a more efficient and faster rubbing of the borehole walls with drilling fines during the passage of aquifers in the rock. The ability to recover metal strips extends the life of the drill rod.

Источники информацииSources of information

1. «Механическое оборудование карьеров» Р.Ю. Подэрни, 2011, С. 74-89.1. "Mechanical equipment of quarries" R.Yu. Poderny, 2011, pp. 74-89.

2. «Исследование влияния режимов работы на скорость бурения и энергозатраты станков шарошечного бурения типа СБШ-250» В.А. Громадский, 2014, С. 383-387.2. "Study of the influence of operating modes on the drilling speed and energy consumption of roller-cone drilling rigs of the SBSh-250 type" V.А. Hromadsky, 2014, pp. 383-387.

3. Патент RU №27625, кл. Е21В 17/00, 2002.3. Patent RU No. 27625, cl. E21B 17/00, 2002.

Claims

1. A drill rod containing a sleeve and a sleeve connected to it at one end, a nipple at the other end, characterized in that metal strips are fixed on the outer surface of the sleeve.

2. A drill rod according to claim 1, characterized in that the strips are fixed parallel to the rod axis.

3. A drill rod according to claim 1, characterized in that the strips are fixed along a helical line.