RU2169822C1

RU2169822C1 - Rotary bit hole reamer

Info

Publication number: RU2169822C1
Application number: RU2000129343A
Authority: RU
Inventors: В.А. Ясашин; Н.Г. Макаров; А.М. Назаров; Д.Ю. Сериков
Original assignee: Ясашин Виталий Анатольевич
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: rock-breaking tools, mining industry. SUBSTANCE: hole reamer includes body, pilot tip and claws with rotary bits housed in body. Washing branch pipes whose spaces communicate with space of body by means of radial ducts arranged perpendicular to longitudinal axis of body are located between rotary bits. Outlets of ducts are plugged. Body is releasably connected to tip with the help of thread. EFFECT: considerably reduced cost of drilling of one meter of hole. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к расширителям шарошечного типа. The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to cone type expanders.

Известны шарошечные расширители, включающие корпус с центральным каналом, и установленные на корпусе цилиндрические шарошки (см. справочник "Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин", Корнилов Н.И. , Травкин B.C. и др., М. Недра, 1979 г., с. 264-269, рис. V.7-V.IO). Known cone extenders, including a housing with a central channel, and cylindrical cones mounted on the housing (see the reference book "Rock-cutting tool for exploration wells", NI Kornilov, BC Travkin et al., M. Nedra, 1979, p. 264-269, Fig. V.7-V.IO).

К недостаткам данных расширителей следует отнести весьма низкую эффективность из-за неравномерного выхода из строя шарошек и некачественной очистки забоя от шлама. The disadvantages of these expanders include a very low efficiency due to uneven failure of the cone and poor-quality cleaning of the bottom of the sludge.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является шарошечный расширитель, содержащий корпус с осевым каналом, на концевых участках которого выполнены резьбы для соединения с бурильной колонной и пилотным наконечником, лапы с шарошками, жестко закрепленные на корпусе, и систему промывки (см. Буримов Ю.Г., Копылов А.В. и др. Бурение верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра, М., Недра, 1975 г. с. 91-95). The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a roller expander containing a body with an axial channel, at the end sections of which are made threads for connection with a drill string and a pilot tip, legs with cones rigidly fixed to the body, and a flushing system (see. Burimov Yu.G., Kopylov A.V. et al. Drilling of the upper intervals of deep wells of large diameter, M., Nedra, 1975, pp. 91-95).

Недостатками данного шарошечного расширителя являются низкие технико-экономические показатели, а именно проходка и скорость бурения из-за малоэффективной работы промывочной системы. Это связано с выполнением промывочных каналов в пилотном наконечнике и изменением направления движения промывочной жидкости на 180^o, что с одной стороны ведет к значительным гидравлическим потерям, а с другой стороны - к усиленному износу промывочных узлов. Кроме того, выполнение промывочных каналов в пилотном наконечнике не позволяет приблизить насадки к периферийным участкам забоя скважины, где накапливается основная масса шлама, что также снижает эффективность работы вооружения шарошек.The disadvantages of this cone extender are low technical and economic indicators, namely, penetration and drilling speed due to the ineffective operation of the flushing system. This is due to the implementation of the washing channels in the pilot tip and a change in the direction of movement of the washing liquid by 180 ^o , which on the one hand leads to significant hydraulic losses, and on the other hand, to increased wear of the washing units. In addition, the implementation of flushing channels in the pilot tip does not allow the nozzles to be brought closer to the peripheral sections of the bottom of the well, where the bulk of the sludge accumulates, which also reduces the efficiency of the cone armament.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение проходки и скорости бурения за счет более качественной очистки забоя от разрушенной породы. In connection with the stated technical objective of the invention is to increase the penetration and drilling speed due to better cleaning of the face from the destroyed rock.

Поставленная задача решается тем, что в шарошечном расширителе, содержащем корпус с осевым каналом, на концевых участках которого выполнены резьбы для соединения с бурильной колонной и пилотным наконечником, лапы с шарошками, жестко закрепленные на корпусе, и систему промывки, согласно изобретению система промывки включает радиальные и наклонные каналы, сообщающиеся между собой и с осевым каналом, при этом радиальные и наклонные каналы выполнены в корпусе. The problem is solved in that in a roller expander containing a housing with an axial channel, at the end sections of which there are threads for connection with a drill string and a pilot tip, legs with cones rigidly mounted on the housing, and a washing system, according to the invention, the washing system includes radial and inclined channels communicating with each other and with the axial channel, while the radial and inclined channels are made in the housing.

Достижению поставленной задачи способствует и то, что радиальные каналы расположены перпендикулярно к продольной оси корпуса, причем концевые участки их, расположенные на наружной поверхности корпуса, заглушены, при этом наклонные каналы оснащены патрубками с гидромониторными насадками, расположенными в межшарошечном проеме. The achievement of the task is also facilitated by the fact that the radial channels are located perpendicular to the longitudinal axis of the housing, and their end sections located on the outer surface of the housing are muffled, while the inclined channels are equipped with nozzles with hydromonitor nozzles located in the inter-ball opening.

На чертеже представлен общий вид расширителя в продольном разрезе. The drawing shows a General view of the expander in longitudinal section.

Расширитель содержит полый корпус 1 с осевым каналом 2, на концевых участках которого выполнены резьбы 3 для присоединения с бурильной колонной и пилотным наконечником 4, и промывочной системой. На корпусе 1 жестко закреплены лапы 5 с шарошками 6, вооружение которых выполнено в виде фрезерованных зубьев 7 или твердосплавных зубков. Вид выбираемого вооружения определяется физико-механическими свойствами разбуриваемых пород. В проеме между шарошками 6 размещены промывочные патрубки 8, оснащенные гидромониторными насадками 9, закрепленными в наклонных каналах 10 посредством втулок 11, которые в свою очередь крепятся с патрубком 8 посредством гвоздевых шплинтов 12 или разрезных пружинных колец. Герметизация насадок 9 обеспечивается уплотнительными кольцами 13. Система промывки включает радиальные 14 и наклонные каналы 10, сообщенные с осевым каналом 2 корпуса 1. Радиальные каналы 14 просверлены перпендикулярно к продольной оси корпуса 1 расширителя, причем выходные торцы каналов 14, расположенные на наружной поверхности корпуса 1, перекрыты в рабочем положении пробками 15. The expander contains a hollow body 1 with an axial channel 2, at the end sections of which threads 3 are made for connection with a drill string and a pilot tip 4, and a flushing system. On the housing 1, paws 5 with cones 6 are rigidly fixed, the armament of which is made in the form of milled teeth 7 or carbide teeth. The type of weaponry chosen is determined by the physicomechanical properties of the drilled rocks. In the opening between the cones 6 there are flushing nozzles 8 equipped with hydromonitor nozzles 9, fixed in inclined channels 10 by means of bushings 11, which, in turn, are attached to the nozzle 8 by means of nail cotter pins 12 or split spring rings. The sealing of the nozzles 9 is provided by the sealing rings 13. The flushing system includes radial 14 and inclined channels 10 in communication with the axial channel 2 of the housing 1. Radial channels 14 are drilled perpendicular to the longitudinal axis of the housing 1 of the expander, and the output ends of the channels 14 located on the outer surface of the housing 1 are blocked in working position by plugs 15.

Расширитель работает следующим образом. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента, передаваемого через бурильный вал на корпус 1, зубья 6 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется промывочной жидкостью, подаваемой через полость корпуса 1, радиальные каналы 14 и промывочные патрубки 8. При этом благодаря наличию радиальных каналов 14 промывочные патрубки 8 могут быть установлены под любым углом к кольцевому забою, разрушаемому шарошками 6. Это позволяет направлять промывочную жидкость в заданном направлении и тем самым улучшить очистку забоя от шлама. При этом используются промывочные патрубки 8 самой простой конструкции, что позволяет упростить технологию изготовления расширителя, а следовательно снизить его стоимость. The expander works as follows. Under the action of axial load and torque transmitted through the drill shaft to the housing 1, the teeth 6 are embedded in the rock and destroy it. The destroyed rock is removed by the flushing fluid supplied through the cavity of the housing 1, the radial channels 14 and the flushing nozzles 8. Moreover, due to the presence of the radial channels 14, the flushing nozzles 8 can be installed at any angle to the annulus destroyed by the cones 6. This allows the flushing fluid to be directed into a given direction and thereby improve the cleaning of the bottom of the sludge. In this case, flushing nozzles 8 of the simplest design are used, which allows to simplify the manufacturing technology of the expander, and therefore reduce its cost.

Этому же способствует и горизонтальное расположение радиальных каналов 14 и разъемное соединение корпуса 1 с пилотным наконечником 4, особенно при изготовлении шарошечных долот большого диаметра. Кроме того, разъемное соединение корпуса 1 и пилотного наконечника 4 позволяет в широких пределах менять компоновку низа бурильной колонны в зависимости от конкретных условий работы, что позволяет улучшить условия работы расширителя. Таким образом применение предложенного расширителя позволяет значительно снизить стоимость 1 м бурения. The horizontal arrangement of the radial channels 14 and the detachable connection of the housing 1 with the pilot tip 4 also contribute to this, especially in the manufacture of large-diameter cone bits. In addition, the detachable connection of the housing 1 and the pilot tip 4 allows a wide range to change the layout of the bottom of the drill string depending on the specific operating conditions, which improves the working conditions of the expander. Thus, the use of the proposed expander can significantly reduce the cost of 1 m of drilling.

Claims

1. Roller expander, comprising a housing with an axial channel, at the end sections of which threads are made for connection with a drill string and a pilot tip, legs with cones rigidly mounted on the housing, and a washing system, characterized in that the washing system includes interconnected and with an axial channel and inclined and radial channels made in the housing, while the end sections of the radial channels located on the outer surface of the housing are plugged.

2. Roller expander according to claim 1, characterized in that the radial channels are located perpendicular to the longitudinal axis of the housing.

3. The cone extender according to claim 1 or 2, characterized in that the inclined channels are equipped with nozzles with hydraulic nozzles located in the inter-cone opening.