RU2162927C2

RU2162927C2 - Drill bit with horizontal flow of fluid

Info

Publication number: RU2162927C2
Application number: RU99106989/03A
Authority: RU
Inventors: хирев В.И. В; В.И. Вяхирев; В.В. Ипполитов; С.А. Шаманов; И.П. Дороднов
Original assignee: Дочернее общество с ограниченной ответственностью Буровая компания РАО "Газпром"
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: drilling operations. SUBSTANCE: invention is related to drill bit of cutting-abrasion type. Drill bit is made of body, teeth, cutting members and flushing conduits. Body is of stepped type, cutting members are placed on each step with counter-clockwise displacement. Cutting members have through holes, steps of body are fitted with conduits which are continuations of through holes in cutting members. Besides this each step forms horizontal flushing conduits with surface of face. EFFECT: increased operational efficiency of drill bit thanks to provision of successful cleaning of face and boring bits by way of formation of horizontal flow of fluid in zone of interaction of cutting members with face. 3 dwg

Description

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к буровым долотам режуще-истирающего типа. The invention relates to the drilling of wells, namely to drill bits of cutting-abrasive type.

Известно долото, имеющее множество лопастей со вставками, которые сужаются к верху с обратной стороны и совместно со струйными насадками образуют вихревые потоки в турбулентном режиме, что способствует очистке режущих элементов [1]. A bit is known that has many blades with inserts that taper to the top from the back and, together with the jet nozzles, form vortex flows in a turbulent mode, which helps to clean the cutting elements [1].

Недостатком данного долота является то, что не все резцы схвачены струйными насадками, что в свою очередь приводит к недостаточной эффективности его работы. The disadvantage of this bit is that not all cutters are caught by jet nozzles, which in turn leads to insufficient efficiency of its work.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является долото, у которого в корпусе с лопастями выполнены промывочные каналы перпендикулярно оси долота и наклонные каналы с промывочными насадками, направляющие струю раствора на сходящие с зубьев осколки выбуренной породы. Зубья расположены на лопастях[2]. The closest in technical essence and the achieved result is a bit, in which in the case with blades flushing channels are made perpendicular to the axis of the bit and inclined channels with flushing nozzles directing the stream of solution to the fragments of cuttings leaving the teeth. The teeth are located on the blades [2].

Недостатком известного долота является то, что струя раствора подается не в зону резания, а на выбуренную породу, и не в область работы каждого зуба. Все это снижает эффективность работы данного долота. A disadvantage of the known bit is that the stream of solution is not supplied to the cutting zone, but to the cuttings, and not to the area of operation of each tooth. All this reduces the efficiency of this bit.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы долота за счет обеспечения успешной очистки забоя и резцов путем создания горизонтального потока жидкости в зоне взаимодействия разрушающих элементов с забоем. The aim of the present invention is to increase the efficiency of the bit by ensuring successful cleaning of the face and cutters by creating a horizontal fluid flow in the zone of interaction of destructive elements with the face.

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен ступенчатым, на каждой ступени режущие элементы размещены со смещением на корпусе против часовой стрелки, а в режущих элементах выполнены сквозные отверстия, ступени корпуса снабжены наклонными каналами, являющимися продолжением сквозных отверстий режущих элементов, кроме этого, каждая ступень с поверхностью забоя образует горизонтальные промывочные каналы. This goal is achieved by the fact that the casing is made stepwise, at each step the cutting elements are displaced counterclockwise on the casing, and through holes are made in the cutting elements, the casing steps are provided with inclined channels that are a continuation of the through holes of the cutting elements, in addition, each stage with the surface of the face forms horizontal flushing channels.

На фиг. 1 представлен общий вид с продольным разрезом, на фиг. 2 - вид А долота с забойной стороны, на фиг. 3 - фрагмент каналов для движения раствора вдоль забоя. In FIG. 1 is a longitudinal sectional view, FIG. 2 is a view A of the bit from the bottom side, in FIG. 3 - a fragment of the channels for the movement of the solution along the bottom.

Долото состоит из корпуса 1 с присоединительной резьбой и промывочным центральным каналом 2. Корпус 1 выполнен со ступенями 3. На корпусе 1 размещены зубья 4, а на ступенях 3 выполнены режущие элементы 5. The bit consists of a housing 1 with a connecting thread and a flushing central channel 2. The housing 1 is made with steps 3. The teeth 4 are placed on the housing 1, and the cutting elements 5 are made on the steps 3.

В режущих элементах 5 выполнены сквозные отверстия в виде каналов 6, через которые осуществляется подача промывочной жидкости. In the cutting elements 5, through holes are made in the form of channels 6 through which the supply of washing liquid is carried out.

В корпусе долота выполнены каналы 7 для подачи жидкости на первую ступень. In the body of the bit, channels 7 are made for supplying liquid to the first stage.

В теле ступеней 3 также выполнены наклонные каналы 8, 9 рядом с режущими элементами 5. Кроме этого, в теле каждой ступени выполнены каналы 10, являющиеся продолжением каналов 6, которые позволяют проходить раствору по ступени 3 к следующему режущему элементу 5. In the body of steps 3, inclined channels 8, 9 are also made next to the cutting elements 5. In addition, in the body of each stage, channels 10 are made, which are a continuation of the channels 6, which allow the solution to pass through the stage 3 to the next cutting element 5.

Поверхности ступени 3 совместно с поверхностью забоя образуют каналы 11 для движения промывочной жидкости вдоль поверхности забоя (фиг. 3) до режущих элементов 5 (движение потока промывочной жидкости показано стрелками на фиг. 2). The surfaces of the stage 3 together with the face of the face form channels 11 for the movement of the washing liquid along the surface of the face (Fig. 3) to the cutting elements 5 (the movement of the flow of washing liquid is shown by arrows in Fig. 2).

Режущие элементы 5 размещены на ступенях 3, которые смещены против часовой стрелки на корпусе 1 долота и под углом α к радиусу забойной части корпуса 1 долота (фиг. 2) для облегчения ухода породы. Угол определяют для каждой породы отдельно. The cutting elements 5 are placed on the steps 3, which are displaced counterclockwise on the body 1 of the bit and at an angle α to the radius of the bottomhole part of the body 1 of the bit (Fig. 2) to facilitate rock care. The angle is determined for each breed separately.

Наличие каналов 6 позволяет на наиболее нагруженной ступени увеличить количество режущих элементов. The presence of channels 6 allows you to increase the number of cutting elements at the most loaded stage.

Долото работает следующим образом. The bit works as follows.

Корпус долота 1 посредством присоединительной резьбы 2 соединяется с бурильной колонной и спускается на забой, при этом включаются буровые насосы, сообщается вращение и создается осевая нагрузка. The body of the bit 1 by means of a connecting thread 2 is connected to the drill string and descends to the bottom, while the mud pumps are turned on, rotation is reported and an axial load is created.

Режущими элементами разрушается порода. The cutting elements destroy the rock.

Промывочная жидкость по каналам 2 и 7 поступает на первую ступень и по горизонтальному каналу 11, образованному самой ступенью и поверхностью забоя, проходит до режущего элемента 5 (фиг. 2, стрелкой). Затем по наклонному каналу 8 в зоне работы режущего элемента 5 поступает на следующую ступень, где по каналам 6 и 10 поступает до следующего режущего элемента 5, очищает его и проходит по наклонному каналу 9 до следующего режущего элемента следующей ступени. The flushing fluid flows through the channels 2 and 7 to the first stage and passes through the horizontal channel 11 formed by the stage itself and the face to the cutting element 5 (Fig. 2, arrow). Then, along the inclined channel 8 in the zone of operation of the cutting element 5, it enters the next stage, where it passes through the channels 6 and 10 to the next cutting element 5, cleans it and passes along the inclined channel 9 to the next cutting element of the next stage.

Резцами разрушается порода и благодаря активной промывке наклонного расположения режущих элементов порода удаляется из зоны резания и выносится на поверхность. Движение жидкости по каналам, образованным поверхностью забоя и ступенью долота, обеспечивает дополнительное эрозионное разрушение забоя, а сработка любой из ступеней долота приводит к повышению давления на насосах из-за уменьшения сечения каналов, что является сигналом износа долота и его извлечения на поверхность. The cutters are destroyed by the cutters and due to the active washing of the inclined arrangement of the cutting elements, the rock is removed from the cutting zone and brought to the surface. The movement of fluid along the channels formed by the face surface and the bit stage provides additional erosive destruction of the face, and the operation of any of the bit stages leads to an increase in pressure on the pumps due to a decrease in the channel cross section, which is a signal of bit wear and its removal to the surface.

Активное воздействие промывки на забой и очистку режущих элементов приводит к увеличению механической скорости и проходки на долото. The active effect of flushing on the face and cleaning of the cutting elements leads to an increase in mechanical speed and penetration to the bit.

Использование изобретения позволит повысить эффективность работы долота. Using the invention will improve the efficiency of the bit.

Источники информации
1. Патент США N 5363932, МКИ E 21 В 10/60, 1991.Sources of information
1. US patent N 5363932, MKI E 21 10/60, 1991.

2. А.С. СССР N 90492, МКИ E 21 B 10/00, 1963. 2. A.S. USSR N 90492, MKI E 21 B 10/00, 1963.

Claims

A bit with a horizontal fluid flow, including a housing, teeth, cutting elements and flushing channels, characterized in that the housing is stepwise, at each stage the cutting elements are displaced counterclockwise on the housing, and through holes are made in the cutting elements, the housing steps are provided channels, which are a continuation of the through holes of the cutting elements, in addition, each step with the face of the face forms a horizontal washing channels.