RU2282011C1 - Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях - Google Patents
Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282011C1 RU2282011C1 RU2005122214/03A RU2005122214A RU2282011C1 RU 2282011 C1 RU2282011 C1 RU 2282011C1 RU 2005122214/03 A RU2005122214/03 A RU 2005122214/03A RU 2005122214 A RU2005122214 A RU 2005122214A RU 2282011 C1 RU2282011 C1 RU 2282011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- bit
- blades
- front face
- drilling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к конструкциям буровых лопастных долот, и может быть использовано для бурения гидрогеологических, дренажных, сейсмических и других скважин технического назначения, проходимых в валунно-галечных отложениях, а также при создании шнековых буров. Позволяет обеспечить эффективную работу лопастного долота при бурении скважин в валунно-галечных отложениях. Долото состоит из корпуса и лопастей, установленных на корпусе с положительным передним углом, армированных породоразрушающими элементами. Половина передней грани периферийной части каждой лопасти, обращенная к забою скважины, лежит в плоскости, расположенной с угловым смещением относительно плоскости, в которой лежит передняя грань внутренней части лопасти, на величину 15-20°, и направленным в сторону, противоположную вращению долота. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым лопастным долотам, и может быть использовано при создании лопастных долот для бурения гидрогеологических, дренажных, сейсмических и других скважин технического назначения, проходимых в валунно-галечных отложениях, а также при создании шнековых буров.
Известно лопастное долото для бурения скважин в мягких и средней крепости горных породах [1, рис.VI.9]. В конструкции этого долота лопасти имеют вогнутую форму с вогнутостью, направленной по ходу вращения долота, и установлены на корпусе с положительным передним углом. Такие долота, обеспечивая высокие механические скорости бурения в мягких горных породах, практически не пригодны для бурения в породах средней крепости и тем более при бурении в валунно-галечных отложениях, т.к. при такой форме лопастей неразрушенные валуны будут отталкиваться лопастями к центру скважины, а не за пределы ее стенок, что приведет к поломке лопасти или заклиниванию долота в скважине. Аналогичное по характеру работы долото, представленное в том же источнике на рис.VI.11, имеет тот же недостаток, что и предыдущее долото.
Известно также долото с угловым смещением лезвий на лопастях [1, рис.VI.12]. У этого долота рабочая грань разделена на отдельные лезвия с угловым смещением центральной части лопасти относительно периферийной. Такая конструкция долота обеспечивает хорошие эксплуатационные качества при бурении мягких и средней крепости абразивных горных пород, но практически не приемлема при бурении скважин в валунно-галечных отложениях.
В качестве прототипа нами приводится конструкция лопастного долота по а.с. №469800, описание которого приведено в бюллетене №17 от 07.08.1975 г. Долото состоит из корпуса с промывочными каналами, присоединительной резьбой и лопастями с породоразрушающими элементами, центральная часть каждой из лопастей установлена по отношению к корпусу с положительным углом, а периферийная часть по всей ее высоте выполнена с угловым смещением относительно центральной части. Недостатком этого долота, так же как и всех предыдущих, является невозможность бурения скважин в валунно-галечных отложениях по причине затягивания крупных кусков горной породы к центру скважины, что в конечном итоге приводит к поломке сооружения или лопастей долота.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания лопастного шнекового долота, обеспечивающего эффективную работу при бурении скважин в валунно-галечных отложениях.
Поставленная задача решается тем, что лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях (в дальнейшем - долото), состоящее из корпуса и лопастей, установленных на корпусе с положительным передним углом, армированных породоразрушающими элементами, в котором половина передней грани периферийной части каждой лопасти, обращенная к забою скважины, лежит в плоскости, расположенной с угловым смещением, направленным в сторону, противоположную вращению долота, относительно плоскости, в которой лежит передняя грань внутренней части лопасти, на величину 15-20°.
При этом верхняя половина передней грани периферийной части каждой лопасти с нижней половиной этой части соединена скосом, лежащим в плоскости, расположенной с угловым смещением относительно плоскостей, в которых лежат передние грани внутренней и периферийной частей лопасти.
Отличием предлагаемого технического решения долота является расположение передних граней периферийных и внутренних частей каждой лопасти в плоскостях с угловым смещением относительно друг друга, при этом угловое смещение передней грани периферийной части лопасти направлено в сторону, противоположную вращению долота.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
Фиг.1 - схематическое изображение лопастного долота на плоскости.
Фиг.2 - разрез долота в сечении А-А.
Фиг.3 - пояснительная схема лопастей долота различной формы, вписанных в предполагаемый диаметр скважины.
Долото состоит из корпуса 1 с ниппелем для соединения со шнековым снарядом (на чертеже не показан) и ребордой 2, лопастей 3, установленных на корпусе с положительным передним углом β относительно оси скважины, армированных пластинами из твердого сплава 4. Передняя грань 5 периферийной части лопасти В лежит в плоскости с угловым смещением α, направленным в сторону, противоположную вращению долота, т.е. отрицательное смещение относительно плоскости, в которой лежит передняя грань 6 внутренней части лопасти Б (см. фиг.2).
Рациональность предлагаемой формы лопасти долота для бурения в валунно-галечных отложениях поясняется на фиг.3, на которой схематично изображены различные варианты форм лопастей с системой сил, действующих на разрушенную горную породу, находящуюся у стенок скважины. Из фиг.3 позиция I видно, что при прямолинейной форме лопасти, которая преобладает в конструкциях серийных лопастных долотах, сила Р - результирующая от сил Рτ - тангенциальная сила, направленная по ходу вращения долота, перпендикулярная передней грани лопасти, и сила Pr - радиальная, направленная к центру скважины, имеет направление к центру долота. При таком направлении силы Р разрушенная на периферии скважины горная порода будет стремиться к ее центру. Такая форма лопасти рациональна при бурении мягких горных пород без включения крепких крупных обломков. При бурении в валунно-галечных отложениях такое долото не обеспечит надежного выноса крупных обломков породы, которые не будут разрушены, а будучи оттесненными к центру скважины, могут либо заклинить долото в скважине, либо, попав под торец лопасти, привести к поломке ее вооружения или корпуса.
Аналогичный характер работы наблюдается и у долота с лопастями, у которых периферийная часть имеет положительное угловое смещение относительно внутренней части лопасти (см. фиг.3 позиция II). Обеспечивая более высокие механические скорости бурения в мягких горных породах по сравнению с предыдущим долотом, оно вообще не приемлемо для работы в валунно-галечных отложениях, т.к. результирующая сила Р еще с большей интенсивностью отталкивает разрушенную породу к центру долота, а следовательно, и в большей степени возрастает возможность попадания крупных не разрушенных обломков породы под торец лопасти, что и приведет к аналогичному результату, как и в предыдущем случае.
Рассмотрев позиции III и IV фиг.3, где представлены лопасти, у которых периферийные части имеют угловое смещение относительно внутренней, направленное в сторону, противоположную вращению долота, становится очевидным, что результирующая сила Р с увеличением угла α при прочих равных составляющих ее сил Рτ и Pr по направлению приближается к стенке скважины и при угле α, равном 15°, касается ее. При таком направлении силы Р создаются благоприятные условия для отжима крупных не разрушенных обломков горных пород за пределы ствола скважины, что и происходит, если твердые крупные обломки слабо сцементированы вмещающими составляющими валунно-галечных отложений. С геологической точки зрения валунно-галечные отложения представляют собой осадочный комплекс горных пород, состоящий из обломков различных размеров от мельчайших (глинистые частицы), мелких (пески с различной крупностью зерен), средней крупности (галька) до крупных кусков, не подвергшихся воздействию больших давлений и температур, а следовательно, не имеющие прочных связей.
Увеличение угла α более 20° создает более надежные условия отжима разрушенной породы за пределы ствола скважины, но при этом возникают определенные трудности в транспортировании ее на верхнюю половину периферийной части лопасти и далее на реборду шнека, что нежелательно.
Наличие скоса на передней грани верхней половины периферийной части лопасти 7 с угловым смещением, направленным к забою скважины, способствует созданию облегченных условий транспортирования разрушенной горной породы на лопасть и далее на реборду шнека.
Таким образом, предлагаемое техническое решение лопастного шнекового долота имеет следующие преимущества перед известными:
1. Обеспечивается возможность бурения скважин в валунно-галечных отложениях, что значительно расширяет область применения лопастных шнековых долот.
2. Создаются условия для уплотнения стенок скважины разрушенной на ее забое породой, повышая тем самым их устойчивость и снижая вероятность возникновения аварийных ситуаций.
Источники информации
1. Корнилов Н.И., Травкин B.C., Берестень Л.К., Коган Д.И. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1979. Стр.338-341.
2. А.с. МПК Е 21 В 10/42 №469800.
Claims (2)
1. Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях, состоящее из корпуса и лопастей, установленных на корпусе с положительным передним углом, армированных породоразрушающими элементами, отличающееся тем, что половина передней грани периферийной части каждой лопасти, обращенная к забою скважины, лежит в плоскости, расположенной с угловым смещением относительно плоскости, в которой лежит передняя грань внутренней части лопасти, на величину 15-20°, и направленным в сторону, противоположную вращению долота.
2. Лопастное долото по п.1, отличающееся тем, что верхняя половина передней грани периферийной части каждой лопасти с нижней половиной соединена скосом, лежащим в плоскости, расположенной с угловым смещением относительно плоскостей, в которых лежат передние грани внутренней и периферийной частей лопасти.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122214/03A RU2282011C1 (ru) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122214/03A RU2282011C1 (ru) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2282011C1 true RU2282011C1 (ru) | 2006-08-20 |
Family
ID=37060617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122214/03A RU2282011C1 (ru) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282011C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532950C2 (ru) * | 2009-08-07 | 2014-11-20 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Размещение режущих элементов на буровом долоте с фиксированными резцами, обеспечивающее сокращение растрескивания алмазных пластинок |
-
2005
- 2005-07-14 RU RU2005122214/03A patent/RU2282011C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532950C2 (ru) * | 2009-08-07 | 2014-11-20 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Размещение режущих элементов на буровом долоте с фиксированными резцами, обеспечивающее сокращение растрескивания алмазных пластинок |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6088780A (ja) | 掘削装置 | |
RU2310732C2 (ru) | Многоярусное долото режущего типа | |
US10570665B2 (en) | Drill bit | |
CN110145240A (zh) | 一种适用于硬地层钻进的金刚石钻头 | |
CN107893628B (zh) | 贯通式空气反循环潜孔锤钻探工艺 | |
CN108179983A (zh) | 一种冲旋-刮切阶梯式作用的高效破岩组合工具 | |
RU2282011C1 (ru) | Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях | |
CN202467639U (zh) | 一种钻孔机器人 | |
JP2018076734A (ja) | 穿孔ビット、及び掘削装置 | |
CN208106329U (zh) | 一种适用于硬地层钻进的金刚石钻头 | |
RU2694872C1 (ru) | Буровое долото | |
RU2693082C1 (ru) | Породоразрушающий инструмент | |
RU2435927C1 (ru) | Кольцевая буровая коронка | |
RU100545U1 (ru) | Буровое долото | |
RU2460867C2 (ru) | Калибратор-центратор | |
CN1159512C (zh) | 一种凿岩机及利用本机器采石的一种成孔方法 | |
RU2649210C1 (ru) | Буровая коронка | |
CN2479184Y (zh) | 石油地矿勘探用单螺旋翼钻头 | |
CN210033296U (zh) | 一种外螺纹球齿钎头 | |
RU2243347C1 (ru) | Лопастное долото | |
RU125615U1 (ru) | Долото буровое | |
SU711267A1 (ru) | Буровое долото | |
Singh | Rock drillability comparison by different methods: Proc 2nd International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, Calgary, 7–9 November 1990 P489–494 Publ Rotterdam: AA Balkema, 1990 | |
Hungerford et al. | Poly-crystalline diamond drill bit development | |
RU55005U1 (ru) | Многоярусное долото режущего типа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120715 |