RU2179620C2 - Drag drill bit - Google Patents

Drag drill bit Download PDF

Info

Publication number
RU2179620C2
RU2179620C2 RU98120746/03A RU98120746A RU2179620C2 RU 2179620 C2 RU2179620 C2 RU 2179620C2 RU 98120746/03 A RU98120746/03 A RU 98120746/03A RU 98120746 A RU98120746 A RU 98120746A RU 2179620 C2 RU2179620 C2 RU 2179620C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
branch pipe
drill bit
flexible pipe
blade
Prior art date
Application number
RU98120746/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98120746A (en
Inventor
Р.В. Степанов
М.Р. Мавлютов
Ф.Х. Хамидуллин
Ф.Р. Хамзин
В.Г. Килин
Р.Р. Степанов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ЛУКОЙЛ-Нефтегазмаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "ЛУКОЙЛ-Нефтегазмаш" filed Critical Открытое акционерное общество "ЛУКОЙЛ-Нефтегазмаш"
Priority to RU98120746/03A priority Critical patent/RU2179620C2/en
Publication of RU98120746A publication Critical patent/RU98120746A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2179620C2 publication Critical patent/RU2179620C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling Tools (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: rock-breaking tools. SUBSTANCE: drag drill bit has body with central hole, blades with plug-in cutting picks, flexible branch pipe attached with upper end to body. Lower end of flexible branch pipe is fitted with extension piece and weight coming in the form of bushing. Upper part of one of blades in space of central hole has either geometrical form or geometrical dimensions different from other blades. Operation of one of blades differing from other blades leads to formation of force by flow of flushing fluid that deflects flexible branch pipe. Coriolis and centrifugal forces will act on branch pipe in process of rotation of drill bit. As result of action of these forces lower end of branch pipe will run on surface of one of blades. Under action of flows repelled from surface of blade flexible branch pipe will deviate from surface of blade and so on. Lower end of branch pipe will make complicated motion relative to drill bit. Due to this motion of lower end of flexible branch pipe flow of flushing fluid will be directed in sequence to one or another sector and so forth. As result sliming of interpick spaces is prevented which increases efficiency and reliability of operation of drag drill bit. EFFECT: increased efficiency and reliability of operation of drag drill bit. 4 dwg

Description

Изобретения относятся к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым лопастным долотам режуще-скалывающего действия, и применяются при бурении скважин. The invention relates to a rock cutting tool, namely to drilling paddle bits of cutting-chipping action, and are used when drilling wells.

Известно буровое лопастное долото режуще-скалывающего действия, содержащее корпус с центральным отверстием, лопасти со вставными зубками, гибкий патрубок, закрепленный верхним концом соосно к корпусу, отклонитель в виде полусферы, причем отклонитель жестко закреплен на лопастях соосно корпусу с возможностью образования зазора между нижним торцом гибкого патрубка и полусферической поверхностью отклонителя (1). Known drill blade cutting and shearing action, comprising a housing with a Central hole, the blades with inserted teeth, a flexible pipe fixed with the upper end coaxially to the housing, a diverter in the form of a hemisphere, the diverter rigidly mounted on the blades coaxially with the housing with the possibility of a gap between the lower end flexible pipe and hemispherical surface of the deflector (1).

Недостатком данного долота является то, что неэффективно используется энергия промывочной жидкости для создания по величине знакопеременного перепада давления между секторами на забое скважины (примем: сектор - это поверхность забоя, образованная между двумя соседними лопастями долота). The disadvantage of this bit is that the energy of the flushing liquid is used inefficiently to create the largest alternating pressure drop between the sectors at the bottom of the well (assume: a sector is the bottom surface formed between two adjacent bits of the bit).

Данная конструкция долота является симметричной. Наличие отклонителя, выполненного в виде полусферы и установленного по оси долота на лопастях, не приводит к асимметрии в конструкции долота. This bit design is symmetrical. The presence of a diverter made in the form of a hemisphere and mounted along the axis of the bit on the blades does not lead to asymmetry in the design of the bit.

Таким образом, колебание гибкого патрубка будет происходить за счет только флуктуации скорости течения жидкости в самом патрубке (турбулентный режим течения). Thus, the oscillation of the flexible pipe will occur due only to fluctuations in the fluid flow rate in the pipe itself (turbulent flow mode).

Турбулентный режим течения жидкости характеризуется высокой частотой и малой величиной амплитуды колебания жидкости перпендикулярно течению. The turbulent mode of fluid flow is characterized by a high frequency and a small amplitude of fluid oscillations perpendicular to the flow.

В связи с этим колебание нижнего конца гибкого патрубка будет происходить с малой величиной амплитуды и высокой частотой. Поэтому величины знакопеременных перепада давления и скорости движения жидкости в подлопастном пространстве между секторами будут незначительными, что в свою очередь ведет к некачественной очистке межзубковых пространств. Некачественная очистка межзубковых пространств ухудшает охлаждение вставных зубков. При этом снижается эффективность и надежность работы лопастного долота. In this regard, the oscillation of the lower end of the flexible pipe will occur with a small amplitude and a high frequency. Therefore, the magnitude of alternating pressure drop and fluid velocity in the subscapular space between sectors will be insignificant, which in turn leads to poor-quality cleaning of interdental spaces. Poor cleaning of the interdental spaces impairs the cooling of the inserted teeth. This reduces the efficiency and reliability of the blade.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы лопастного долота режуще-скалывающего действия путем эффективного использования энергии промывочной жидкости за счет увеличения амплитуды колебания нижнего конца гибкого патрубка. The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability of the blade bits cutting-shearing action by efficiently using the energy of the flushing fluid by increasing the amplitude of the lower end of the flexible pipe.

Указанная цель достигается тем, что нижний конец гибкого патрубка снабжен насадкой и грузом, выполненным в виде втулки, и верхняя часть одной из лопастей в полости центрального отверстия имеет или геометрическую форму, или геометрические размеры, отличные от других. This goal is achieved by the fact that the lower end of the flexible pipe is equipped with a nozzle and a load made in the form of a sleeve, and the upper part of one of the blades in the cavity of the central hole has either a geometric shape or geometric dimensions different from others.

Выполнением верхней части одной из лопастей в полости центрального отверстия, отличающейся от других, вводится асимметрия в конструкцию долота. By performing the upper part of one of the blades in the cavity of the central hole, which is different from the others, asymmetry is introduced into the design of the bit.

При работе долота на забое скважины из-за асимметрии в конструкции его возникает отклоняющая сила, действующая на гибкий патрубок. Эта сила возникает в результате действия отраженных потоков промывочной жидкости от забоя скважины и поверхностей лопастей и центрального отверстия на гибкий патрубок. When the bit is operated at the bottom of the well due to asymmetry in its design, a deflecting force arises acting on the flexible pipe. This force arises as a result of the effect of reflected flows of drilling fluid from the bottom of the well and the surfaces of the blades and the central hole on the flexible pipe.

В результате вращения долота возникает дополнительная центробежная сила, действующая на гибкий патрубок, из-за установки на нижний его конец насадки и груза, выполненного в виде втулки. В результате действия этих сил на гибкий патрубок нижний конец его отклоняется на большую величину от оси долота по сравнению с прототипом. Вследствие вращения долота и движения промывочной жидкости по гибкому патрубку на последний действует Кориолисова сила. При этом Кориолисова сила будет направлена противоположно вращению долота. В результате действия этой силы нижний конец патрубка набежит на поверхность одной из лопастей. Под действием потоков, отраженных от поверхностей лопасти на нижний конец гибкого патрубка, последний отклонится от поверхности лопасти и т д. As a result of the rotation of the bit, an additional centrifugal force arises, acting on the flexible pipe, due to the installation of a nozzle and a load made in the form of a sleeve on its lower end. As a result of the action of these forces on the flexible pipe, its lower end deviates by a large amount from the axis of the bit in comparison with the prototype. Due to the rotation of the bit and the movement of the flushing fluid along the flexible nozzle, the Coriolis force acts on the latter. In this case, the Coriolis force will be directed opposite to the rotation of the bit. As a result of this force, the lower end of the nozzle will run onto the surface of one of the blades. Under the action of flows reflected from the surfaces of the blade to the lower end of the flexible pipe, the latter deviates from the surface of the blade, etc.

Таким образом, нижний конец гибкого патрубка будет описывать сложное движение. Вследствие такого движения нижнего конца гибкого патрубка поток промывочной жидкости будет направляться последовательно-ориентированно то на один сектор, то на другой и т. д., но при этом амплитуда колебания нижнего конца гибкого патрубка данного долота увеличится по сравнению с прототипом, так как имеется в предложенном долоте асимметрия и дополнительный груз в виде насадки и втулки. Thus, the lower end of the flexible pipe will describe a complex movement. Due to this movement of the lower end of the flexible pipe, the flow of washing liquid will be directed sequentially oriented to one sector, then to the other, etc., but the amplitude of the lower end of the flexible pipe of this bit will increase compared to the prototype, since the proposed bit asymmetry and additional load in the form of nozzles and sleeves.

Вследствие увеличения амплитуды колебания нижнего конца гибкого патрубка промывочная жидкость, истекающая из гибкого патрубка, через определенные отрезки времени будет направляться то в один сектор, то в другой и т д. Due to the increase in the amplitude of oscillation of the lower end of the flexible pipe, the flushing fluid flowing out of the flexible pipe will be directed to certain sectors, then to the other, and so on.

При этом будет происходить эжектирование промывочной жидкости последовательно-ориентированно с других секторов, что способствует снижению давления в этих секторах. Вследствие этого увеличиваются значения знакопеременных перепада давления между секторами и скорости движения промывочной жидкости в межзубковом пространстве, что в свою очередь ведет к лучшим условиям очистки межзубковых пространств и охлаждения вставных зубков долота. In this case, ejection of the flushing fluid will be sequentially oriented from other sectors, which helps to reduce the pressure in these sectors. As a result of this, the values of alternating pressure difference between sectors and the speed of the washing fluid in the interdental space increase, which in turn leads to better conditions for cleaning the interdental spaces and cooling the insert teeth of the bit.

В результате этого увеличивается эффективность и надежность работы за счет сохранения вставных зубьев. As a result of this, the efficiency and reliability of operation is increased due to the preservation of the insertion teeth.

На фиг.1 показан вид снизу бурового лопастного долота; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 2. Figure 1 shows a bottom view of the drill blade; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in fig. 2; figure 4 - section bb in fig. 2.

Лопастное долото состоит из корпуса 1 (см. фиг.2), лопастей 2 со вставными элементами 3, гибкого патрубка 4 с насадкой 5 и втулкой 6, закрепленного в корпусе 1 по оси долота при помощи шайбы 7 и гайки 8. Нижний конец гибкого патрубка 4 с насадком 5 и втулкой 6 расположен над лопастями 2. Причем верхняя часть одной из лопастей в полости центрального отверстия, например, выполнена Т-образной формы (см.фиг.1,2,3). Кроме того, величина ширины верхней части этой лопасти в полости центрального отверстия больше, чем у других лопастей. The blade bit consists of a housing 1 (see figure 2), blades 2 with insertion elements 3, a flexible pipe 4 with a nozzle 5 and a sleeve 6, mounted in the housing 1 along the axis of the bit with a washer 7 and a nut 8. The lower end of the flexible pipe 4 with a nozzle 5 and a sleeve 6 is located above the blades 2. Moreover, the upper part of one of the blades in the cavity of the Central hole, for example, is made in a T-shape (see figure 1,2,3). In addition, the width of the upper part of this blade in the cavity of the Central hole is greater than that of other blades.

Лопастное долото работает следующим образом. The blade bit works as follows.

В процессе бурения скважины лопастное долото вращается, поток промывочной жидкости проходит через гибкий патрубок 4 с насадкой 5 и направляется на забой скважины. При этом нижний конец гибкого патрубка 4 с насадкой 5 и втулкой 6 отклоняется в противоположную сторону от лопасти, имеющий большую верхнюю площадь, вследствие действия на него гидродинамических сил отраженных потоков промывочной жидкости от забоя, поверхностей лопастей 2 и центрального отверстия. During the drilling of the well, the blade bit rotates, the flow of flushing fluid passes through the flexible pipe 4 with nozzle 5 and is sent to the bottom of the well. In this case, the lower end of the flexible pipe 4 with the nozzle 5 and the sleeve 6 deviates in the opposite direction from the blade, which has a large upper area, due to the action of the hydrodynamic forces of the reflected flows of washing liquid from the bottom, the surfaces of the blades 2 and the central hole.

В результате вращения долота и движения промывочной жидкости по гибкому патрубку 4 на последний действует центробежная и Кориолисова силы. Центробежная сила увеличивает отклонение нижнего конца гибкого патрубка 4 с насадкой 5 и втулкой 6 от оси долота. Кориолисова сила направлена против вращения гибкого патрубка 4. В результате действия этой силы на последний нижний его конец набежит на поверхность одной из лопастей 2. Под действием отраженных потоков от поверхности этой лопасти на нижний конец гибкого патрубка 4 последний отклонится от лопасти и т д. As a result of the rotation of the bit and the movement of the flushing fluid along the flexible pipe 4, the centrifugal and Coriolis forces act on the latter. Centrifugal force increases the deviation of the lower end of the flexible pipe 4 with the nozzle 5 and the sleeve 6 from the axis of the bit. The Coriolis force is directed against the rotation of the flexible pipe 4. As a result of the action of this force on its last lower end, it will run onto the surface of one of the blades 2. Under the action of reflected flows from the surface of this blade, the lower end of the flexible pipe 4 will deviate from the blade, etc.

Таким образом, нижний конец гибкого патрубка 4 с насадкой 5 и втулкой 6 будет описывать сложное движение относительно долота и забоя скважины. Вследствие такого движения нижнего конца гибкого патрубка 4 поток промывочной жидкости будет направляться последовательно-ориентированно то в один сектор, то в другой и т. д. В результате этого в межзубковых пространствах движение промывочной жидкости будет постоянно изменять свое направление, что в свою очередь ведет к исключению зашламления межзубковых пространств, к улучшению условия охлаждения вставных элементов, к эффективной и надежной работе лопастного долота. Thus, the lower end of the flexible pipe 4 with the nozzle 5 and the sleeve 6 will describe the complex movement relative to the bit and bottom of the well. Due to this movement of the lower end of the flexible pipe 4, the flow of flushing fluid will be directed sequentially oriented to one sector, then to another, etc. As a result, in the interdental spaces, the movement of the flushing fluid will constantly change its direction, which in turn leads to the exclusion of sludge interdental spaces, to improve the cooling conditions of the inserted elements, to the effective and reliable operation of the blade bit.

Источник информации
1. Патент Р.Ф. 2078191 "Буровое долото", зарегистрирован 27.04.1997 г.
Sourse of information
1. Patent R.F. 2078191 "Drill bit", registered 04/27/1997

Claims (1)

Буровое долото режуще-скалывающего действия, содержащее корпус с центральным отверстием, лопасти со вставными зубками, гибкий патрубок, закрепленный верхним концом к корпусу, отличающееся тем, что нижний конец гибкого патрубка снабжен насадкой и грузом, выполненным в виде втулки, при этом геометрическая форма или геометрические размеры верхней части одной из лопастей в полости центрального отверстия выполнены отличными от формы и размера верхней части других лопастей. A cutting-chipping drill bit containing a body with a central hole, blades with insert teeth, a flexible pipe fixed with its upper end to the body, characterized in that the lower end of the flexible pipe is equipped with a nozzle and a load made in the form of a sleeve, with a geometric shape or the geometric dimensions of the upper part of one of the blades in the cavity of the Central hole are made different from the shape and size of the upper part of the other blades.
RU98120746/03A 1998-11-11 1998-11-11 Drag drill bit RU2179620C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120746/03A RU2179620C2 (en) 1998-11-11 1998-11-11 Drag drill bit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120746/03A RU2179620C2 (en) 1998-11-11 1998-11-11 Drag drill bit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98120746A RU98120746A (en) 2000-09-10
RU2179620C2 true RU2179620C2 (en) 2002-02-20

Family

ID=20212381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98120746/03A RU2179620C2 (en) 1998-11-11 1998-11-11 Drag drill bit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2179620C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104790875A (en) * 2015-04-28 2015-07-22 中石化石油工程机械有限公司研究院 Electrical heat energy-mechanical energy comprehensive rock breaking drill

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104790875A (en) * 2015-04-28 2015-07-22 中石化石油工程机械有限公司研究院 Electrical heat energy-mechanical energy comprehensive rock breaking drill

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4848486A (en) Method and apparatus for transversely boring the earthen formation surrounding a well to increase the yield thereof
US5542486A (en) Method of and apparatus for single plenum jet cutting
US5494124A (en) Negative pressure vortex nozzle
US5992763A (en) Nozzle and method for enhancing fluid entrainment
US5901797A (en) Drilling apparatus with dynamic cuttings removal and cleaning
EP0131451A2 (en) Improvements in drilling equipment
NO175164B (en) Drill bit with improved circulation
US20100288562A1 (en) nozzle with channels that impart an angular momentum to the exiting fluid and methods for making and using same
CN110886582A (en) Integrated drilling tool for crushing and cleaning drilling well debris deposit bed
CA2207809C (en) Cutting bed impeller
RU2179620C2 (en) Drag drill bit
EA004281B1 (en) Drill bit
RU2675615C2 (en) Drill bit with fixed cutters with flux guide
RU2030540C1 (en) Cutting-shearing type drilling bit
RU2078191C1 (en) Drill bit
RU94018208A (en) DRILLING BIT
US4406332A (en) Rotary earth boring tool
RU2215114C1 (en) Washing unit of drilling bit
RU2023856C1 (en) Device for cleaning well bottom
SU1025860A1 (en) Hydraulic monitor nozzle for drilling bit
RU2036296C1 (en) Cutting-shearing drill bit
RU2005162C1 (en) Gear for drilling boreholes
SU1375786A1 (en) Drill bit
RU2023853C1 (en) Drilling bit
SU1701888A1 (en) Drilling bit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031112