RU2065918C1

RU2065918C1 - Drilling bit for cutting and chopping action

Info

Publication number: RU2065918C1
Application number: RU94028992A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Ишбаев; А.Г. Балута; Х.И. Акчурин; Л.А. Алексеев; Р.Ф. Ташбулатов; М.М. Хусаинов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Азимут"
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1996-08-27
Also published as: RU94028992A

Abstract

FIELD: rock crushing tools. SUBSTANCE: drilling bit shank has several passages located symmetrically relative to shank axis. Outlet parts of passages are inclined to horizontal plane so that projections of their axes to this plane are tangential to circumference symmetrical relative to shank axis and are directed opposite to direction of bit rotation. EFFECT: high efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам, и применяется при бурении скважин. The invention relates to a rock cutting tool, namely to drill bits, and is used when drilling wells.

Известно буровое долото, включающее корпус, главный канал для подачи бурового раствора, множество отверстий, связанных с главным каналом, множество вращающихся корпусов насадок, установленных в отверстия, и множество каналов в насадках, которые имеют выходные отверстия для выпуска бурового раствора, расположенные так, чтобы касательный компонент вращал корпуса насадок относительно их продольной оси, и таким образом это приводит к широкому распределению бурового раствора, что улучшает очистку долота и забоя от шлама /1/. A drill bit is known that includes a housing, a main channel for supplying drilling fluid, a plurality of holes associated with the main channel, a plurality of rotating nozzle bodies installed in the holes, and a plurality of channels in nozzles that have drilling fluid outlet openings arranged so that the tangent component rotated the nozzle bodies relative to their longitudinal axis, and thus this leads to a wide distribution of the drilling fluid, which improves the cleaning of the bit and bottom from the sludge / 1 /.

Недостатком данного изобретения является то, что твердые частицы, содержащиеся в буровом растворе, попадая меду трущимися поверхностями вращающегося корпуса насадки и корпуса долота, быстро приводят к заклиниванию корпуса насадки. The disadvantage of this invention is that the solid particles contained in the drilling fluid, getting honey rubbing surfaces of the rotating body of the nozzle and the body of the bit, quickly lead to jamming of the body of the nozzle.

Известно буровое долото, принятое за прототип, содержащее корпус с центральным каналом и центральный промывочный узел в виде гибкого патрубка с насадкой и грузом на нижнем конце, выполненным в виде втулки и установленными концентрично для осуществления планетарно-ориентированного направления потока промывочной жидкости /2/. Known drill bit, adopted for the prototype, containing a housing with a Central channel and a Central flushing unit in the form of a flexible pipe with a nozzle and a load at the lower end, made in the form of a sleeve and mounted concentrically for the implementation of a planetary-oriented direction of flow of the flushing fluid / 2 /.

Недостатком прототипа является то, что вследствие меньшего проходного сечения насадки по сравнению с проходным сечение гибкого патрубка давление в нем больше давления в призабойной зоне и это вызывает увеличение напряжений в гибком патрубке, тем самым снижая его долговечность и уменьшая амплитуду его колебаний, а следовательно, и радиус воздействия струй на забой. The disadvantage of the prototype is that due to the smaller passage section of the nozzle compared to the passage section of the flexible pipe, the pressure in it is greater than the pressure in the bottomhole zone and this causes an increase in stresses in the flexible pipe, thereby reducing its durability and reducing the amplitude of its vibrations, and therefore, radius of impact of jets on the face.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и надежности работы долота за счет наибольшего использования гидравлической энергии направляемых струй промывочной жидкости. An object of the invention is to increase the efficiency and reliability of the bit due to the greatest use of hydraulic energy of the directed jets of washing liquid.

Цель достигается тем, что буровое долото содержит корпус с центральным промывочным каналом, прикрепленные к корпусу породоразрушающие лопасти и центральный промывочный узел, выполненный в виде гибкого патрубка. Гибкий патрубок имеет несколько промывочных каналов для подачи бурового раствора, расположенных симметрично относительно оси патрубка, причем выходные части каналов наклонены к горизонтальной плоскости так, что проекции осей каналов на эту плоскость проходят касательно к окружности, симметричной относительно оси патрубка, и направлены против направления вращения долота. The goal is achieved in that the drill bit contains a housing with a central flushing channel, rock-cutting blades attached to the housing and a central flushing unit made in the form of a flexible pipe. The flexible nozzle has several flushing channels for supplying drilling fluid located symmetrically relative to the axis of the nozzle, and the outlet parts of the channels are inclined to the horizontal plane so that the projections of the axes of the channels on this plane are tangent to a circle symmetrical about the axis of the nozzle and are directed against the direction of rotation of the bit .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в гибком патрубке выполнено несколько асимметричных каналов, выходные части которых наклонены к горизонтальной плоскости и скорректированы против направления вращения долота. Таким образом, заявляемое буровое долото режуще-скалывающего действия соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that several asymmetric channels are made in the flexible pipe, the output parts of which are inclined to the horizontal plane and adjusted against the direction of rotation of the bit. Thus, the claimed drill bit cutting-shearing action meets the criteria of the invention of "novelty."

Замена гибкого патрубка с насадкой и грузом на конце на гибкий патрубок с несколькими каналами, выходные части которых наклонены к горизонтальной плоскости и скорректированы против направления вращения долота, увеличивает надежность работы долота, т. к. исключается возможность выхода из строя патрубка из-за повышенного давления внутри патрубка. Располагая внутренние промывочные каналы так, что касательные составляющие реактивной силы истекающего из каналов бурового раствора создавали крутящий момент относительно оси патрубка, придавая ему дополнительное скручивающее усилие, и это дополнительное возмущающее воздействие обеспечивает увеличение амплитуды колебаний гибкого патрубка, тем самым расширяя область воздействия струй бурового раствора на забой и породоразрушающие элементы, что ведет к эффективному использованию энергии потоков и, следовательно, к эффективной работе долота. Replacing a flexible nozzle with a nozzle and a load at the end with a flexible nozzle with several channels, the outlet parts of which are inclined to the horizontal plane and adjusted against the direction of rotation of the bit, increases the reliability of the bit, since the possibility of failure of the nozzle due to high pressure is excluded inside the pipe. By arranging the internal flushing channels so that the tangential components of the reactive force of the drilling fluid flowing out of the channels create a torque relative to the axis of the pipe, giving it additional torsional force, and this additional perturbing effect provides an increase in the vibration amplitude of the flexible pipe, thereby expanding the area of influence of the drilling fluid jets by slaughter and rock-cutting elements, which leads to the efficient use of energy flows and, therefore, to efficient operation those bits.

Наличие новых свойств указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию "существенные отличия". The presence of new properties indicates the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "significant differences".

На фиг.1 показано долото, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows a bit, a section; figure 2 section aa in figure 1.

Долото состоит из корпуса 1 с центральным промывочным каналом 2, лопастей 3, разделяющих промывочный канал 2 на сектора, установленного над лопастями гибкого патрубка 4 с внутренними каналами 5, расположенными асимметрично, выходные части которых наклонены к горизонтальной плоскости и сориентированы против направления вращения долота. The bit consists of a housing 1 with a central flushing channel 2, blades 3 dividing the flushing channel 2 into sectors mounted above the blades of the flexible pipe 4 with asymmetric internal channels 5, the output parts of which are inclined to a horizontal plane and oriented against the direction of rotation of the bit.

Работа долота осуществляется следующим образом. В процессе бурения осуществляют вращения долота с осевой нагрузкой на него. При этом через долото прокачивают буровой раствор, который проходит через гибкий патрубок 4 и истекает струями из каналов 5. В процессе вращения долота на гибкий патрубок 4 действуют центробежные и другие растягивающие усилия, которые в сочетании обеспечивают планетарное (относительно оси долота) движение нижнего конца гибкого патрубка 4. Колебания гибкого патрубка 4 усиливаются тем, что касательные составляющие 6 реактивной силы выходящего из каналов 5 бурового раствора придают дополнительное скручивающее усилие. Все это в совокупности позволяет получить направленно-ориентированные потоки бурового раствора, воздействующее на забой по различным радиусам. The work of the bit is as follows. During drilling, the bit is rotated with an axial load on it. At the same time, drilling fluid is pumped through the bit, which passes through the flexible pipe 4 and flows out from the channels 5. During the rotation of the bit, centrifugal and other tensile forces act on the flexible pipe 4, which in combination provide planetary (relative to the axis of the bit) movement of the lower end of the flexible pipe 4. Oscillations of the flexible pipe 4 are enhanced by the fact that the tangential components 6 of the reactive force of the drilling fluid leaving the channels 5 give an additional torsional force. All this together allows you to get directional-oriented flows of drilling fluid, affecting the face at different radii.

Claims

Cutting and shearing drill bit, comprising a body with a central flushing channel, rock cutting blades fixed to the body and a central flushing unit in the form of a flexible pipe, characterized in that the pipe has several channels arranged symmetrically with respect to the pipe axis, the output parts of the channels being inclined to horizontal plane so that the projections of their axes on this plane are tangent to a circle symmetric about the axis of the nozzle, and directed against the direction of rotation chisleniya bits.