RU2114275C1

RU2114275C1 - Single-cone rolling-cutter bit

Info

Publication number: RU2114275C1
Application number: RU96123080A
Authority: RU
Inventors: Валентина Иосифовна Чугунова
Original assignee: Валентина Иосифовна Чугунова
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: bore-hole drilling equipment. SUBSTANCE: this relates to single-cone roller bits intended for drilling bore-holes in hard, abrasive rocks by rotary-percussion drilling machines. Single-cone rolling-cutter bit has body, cone cutter supporting on it. Axis of cutter cone is located at incline in body. Support of rolling cutter with drilling bit body is made flat and parallel to cutter cone base. Bit body is made with shoulder so as to prevent falling of rolling cutter from bit body located above support during its lifting. Angle at apex of rolling-cutter cone is equal to 2α, where α - angle between axis of rolling-cutter cone and axis of bit. Aforesaid arrangement of single-cone rolling-cutter bit simplifies design and increases productivity of drilling. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к инструменту, применяемому на установках ударно-вращательного бурения, при бурении взрывных скважин, в горнодобывающей промышленности. The invention relates to a tool used in rotary drilling rigs, for drilling blastholes, in the mining industry.

Известно одношорошечное долото [1], содержащее корпус, в лапе которого консольно закреплена ось, на подшипниках которой смонтирована шарошка. При вращении корпуса долота, шарошка откатывается по боковой поверхности конуса шарошки (концентрическими окружностями, перпендикулярными оси вращения шарошки). A single-particle chisel [1] is known, which contains a body, in the paw of which an axis is cantilevered, on the bearings of which a cone is mounted. When the body of the bit rotates, the cone rolls away along the lateral surface of the cone of the cone (concentric circles perpendicular to the axis of rotation of the cone).

Такое долото не может быть эффективно использовано при передачи ударных импульсов на забой скважины, вследствие того, что импульсы передаются через ось, имеющую малую поверхность контакта, да к тому же консольно закрепленную в лапе долота. Such a bit cannot be effectively used when transmitting shock pulses to the bottom of the well, due to the fact that the pulses are transmitted through an axis having a small contact surface, and besides, it is cantilever fixed in the paw of the bit.

Наиболее близким техническим решением является одношарошечное долото, содержащее корпус и имеющую с ним опору коническую шарошку, ось конуса которой наклонно расположена в корпусе [2]. The closest technical solution is a single-cone bit containing a body and having conical cone with it, the axis of the cone of which is obliquely located in the body [2].

Данная конструкция долота имеет недостатки:
указанное долото сложно в изготовлении;
трудность создания надежного уплотнения контактирующих сферических поверхностей;
незначительная долговечность долота вследствие наличия сферической опоры, а, следовательно, снижение производительности.This design of the bit has the disadvantages:
the specified bit is difficult to manufacture;
the difficulty of creating a reliable seal contacting spherical surfaces;
insignificant durability of the bit due to the presence of a spherical support, and, consequently, reduced productivity

Цель изобретения - упрощение конструкции долота и повышение производительности бурения. The purpose of the invention is to simplify the design of the bit and increase drilling performance.

Указанная цель достигается тем, что в одношарошечном долоте, содержащем корпус и имеющую с ним опору коническую шарошку, ось конуса которой наклонно расположена в корпусе, опора шарошки с корпусом долота выполнена плоской, параллельной основанию конуса шарошки, причем корпус долота выполнен с буртиком для исключения спадания шарошки с корпуса долота при его подъеме, расположенным над опорой с возможностью колебания шарошки относительно корпуса долота при его вращении, при этом угол при вершине конуса шарошки равен 180^o - 2α, , где α - угол между осью конуса шарошки и осью долота.This goal is achieved by the fact that in a single-cone bit containing a body and having a cone cone with it, the axis of the cone of which is obliquely located in the case, the cone support with the case of the chisel is made flat parallel to the base of the cone cone, and the case of the chisel is made with a shoulder to prevent collapse cones from the bit body during its lifting, located above the support with the possibility of cone oscillation relative to the bit body during its rotation, while the angle at the top of the cone is 180 ^o - 2α, where α is the angle between waiting for the axis of the cone cone and the axis of the bit.

На чертеже представлена схема долота. The drawing shows a diagram of a bit.

Долото включает в себя корпус 1, имеющий резьбовое соединение с буровым ставом 2. Имеющую с корпусом опору коническую шарошку 3, ось конуса наклонно расположена в корпусе 1. Шарошка 3 контактирует с корпусом 1 поверхностью 4. Опора шарошки с корпусом 1 долота выполнена плоской, параллельной основанию конуса шарошки. Корпус 1 долота выполнен с буртиком 6 для исключения спадания шарошки с корпуса долота при его подъеме, расположенным над опорой с возможностью колебания шарошки 3 относительно корпуса 1 долота при его вращении. Между боковой поверхностью 5 буртика 6 и шарошкой имеется зазор. Долото также включает буксу 7 с эластичным уплотнением 8 и запорное кольцо 9, исключающее разъединение шарошки относительно корпуса долота. Угол при вращении конуса шарошки равен 180^o - 2α , где α - угол между осью конуса шарошки и осью долота.The bit includes a housing 1 having a threaded connection with a drill stand 2. Having a cone cone 3 with a support, the cone axis is inclined in the housing 1. The cone 3 is in contact with the surface 1 by a surface 4. The cone support with the body 1 of the bit is made parallel the base of the cone cones. The body 1 of the bit is made with a shoulder 6 to prevent the cone from falling from the body of the bit when it is raised, located above the support with the possibility of oscillation of the cone 3 relative to the body 1 of the bit during its rotation. Between the lateral surface 5 of the shoulder 6 and the roller cutter there is a gap. The bit also includes an axle box 7 with an elastic seal 8 and a locking ring 9, eliminating the separation of the cone relative to the body of the bit. The angle during rotation of the cone cone is 180 ^o - 2α, where α is the angle between the axis of the cone cone and the axis of the bit.

Долото работает следующим образом:
При вращении корпуса долото последней опорной поверхностью 4, воздействуя на опорную поверхность шарошки, заставит ее обкатиться образующими 10 конуса несущими вооружение 11 (зубки) по забою скважины. При этом зазор между боковой поверхностью 5 буртика 6 на корпусе долота и шарошкой позволит наклоняться шарошке 3 относительно корпуса долота 1 и поворачиваться вокруг оси конуса, обкатываясь по забою образующими конуса шарошки. Так как коническая шарошка в каждый данный момент теоретически контактирует с забоем одной образующей конуса, то давление на образующей конуса будет значительным, что позволит увеличить скорость вращения долота, а, следовательно, производительность бурения.The bit works as follows:
When the body rotates, the bit of the last supporting surface 4, acting on the supporting surface of the cone, makes it run around forming 10 cones carrying weapons 11 (teeth) along the bottom of the well. In this case, the gap between the lateral surface 5 of the shoulder 6 on the body of the bit and the cone will allow the cone 3 to tilt relative to the body of the bit 1 and rotate around the axis of the cone, rolling around the face with the cone cones. Since the cone cone at any given moment theoretically contacts the face of one generatrix of the cone, the pressure on the generatrix of the cone will be significant, which will increase the speed of rotation of the bit, and, consequently, the productivity of drilling.

Наклонное положение опорной поверхности 4 относительно оси долота, заставляет шарошку сдвигаться к центру забоя скважины. The inclined position of the supporting surface 4 relative to the axis of the bit, causes the roller cutter to move to the center of the bottom hole.

Если угол при вершине шарошки меньше чем 180^o - 2α, , то большую нагрузку будут нести зубки, расположенные ближе к центру забоя.If the angle at the top of the cone is less than 180 ^o - 2α, then the teeth located closer to the center of the face will carry a large load.

Если же угол при вершине больше чем 180^o - 2α, , то нагрузку больше будут нести зубки, расположенные ближе к периферии забоя.If the angle at the apex is more than 180 ^o - 2α, then the teeth will be loaded more by the teeth located closer to the periphery of the face.

Источники информации:
1. Масленников И. К. и др. Инструмент для бурения скважин / Справочное пособие, М.: Недра, 1981, с. 202.Sources of information:
1. Maslennikov IK and other tools for drilling wells / Reference manual, M .: Nedra, 1981, p. 202.

2. RU, патент, 2039191, кл. E 21 B 10/08, 1995. 2. RU, patent, 2039191, cl. E 21 B 10/08, 1995.

Claims

A single-cone bit containing a body and having a support with it, a conical cone, the axis of the cone of which is obliquely located in the body, characterized in that the cone support with the body of the bit is made parallel to the base of the cone and the bit body is made with a shoulder to prevent the cone from falling off the body of the bit when lifting, located above the support, while the angle at the top of the cone is 180 ^o - 2 α, where α is the angle between the axis of the cone of the cone and the axis of the bit.