RU2293835C1

RU2293835C1 - Collapsible rolling cutter bit

Info

Publication number: RU2293835C1
Application number: RU2005129155/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Юрьевич Бебенин (RU); Владимир Юрьевич Бебенин; Алексей Евгеньевич Кравченко (RU); Алексей Евгеньевич Кравченко; Владимир Иванович Черкасов (RU); Владимир Иванович Черкасов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Московский опытный завод буровой техники"
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-02-20

Abstract

FIELD: mining industry, namely, rock-destroying tools, possible use for drilling wells.

SUBSTANCE: drill bit consists of body, paws with rolling cutters, shifted in transporting position in axial direction relatively to each other, and springs. Tails of paws have flat shape and are made with through longitudinal grooves of various length, in which during sliding mounting fastening elements are positioned at various levels relatively to end of bit in its working position for holding paws in the body.

EFFECT: substantially simplified construction of rolling cutter bit, simplified process of its transfer from transport position to working position and vice versa.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающим инструментам, и может быть использовано при бурении скважин.The invention relates to the field of mining, namely to rock cutting tools, and can be used when drilling wells.

Известно вставное шарошечное долото, состоящее из корпуса, бурильной головки и поршня, снабженное подвижно установленной на корпусе обечайкой, связанное посредством гибких тяг с поршнем и головкой, которая в свою очередь связана гибкими тягами с корпусом [1].Known insert roller bit, consisting of a housing, a drill head and a piston, equipped with a shell movably mounted on the housing, connected by means of flexible rods to the piston and the head, which in turn is connected by flexible rods to the housing [1].

Недостатками такого долота являются сложность конструкции и ненадежность механизма приведения шарошек в рабочее положение, выполненного в виде гибких тяг.The disadvantages of this bit are the complexity of the design and the unreliability of the mechanism for bringing the cones into working position, made in the form of flexible rods.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является вставное шарошечное долото с несвязанными жестко лапами, смещенными в транспортном положении в осевом направлении с осью шарнира малой лапы, размещенной непосредственно в корпусе долота [2].The closest in technical essence and the achieved result is an insert roller cone bit with rigidly unconnected paws, displaced in the transport position in the axial direction with the axis of the hinge of the small paw, located directly in the body of the bit [2].

Однако это долото также конструктивно очень сложно и надежность его работы зависит от совокупной надежности работы многих конструктивных элементов.However, this bit is also structurally very complex and the reliability of its operation depends on the aggregate reliability of many structural elements.

Ожидаемый технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении значительного упрощения конструкции шарошечного долота и упрощения процесса перевода его из транспортного положения в рабочее и обратно.The expected technical result of the present invention is to provide a significant simplification of the design of the cone bit and simplify the process of moving it from the transport position to the working position and vice versa.

Указанный технический результат достигается тем, что во вставном шарошечном долоте, состоящем из корпуса, лап с шарошками смещенных в транспортном положении в осевом направлении относительно друг друга, и пружин, хвостовики лап имеют плоскую форму и выполнены со сквозными продольными пазами различной длины, в которых по скользящей посадке размещены крепежные элементы на разных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении для удержания лап в корпусе, а также тем, что в корпусе долота выполнены продольные пазы для размещения в них хвостовиков лап и тем, что в корпусе долота выполнены глухие отверстия для размещения пружин.The specified technical result is achieved by the fact that in an insert roller cone bit consisting of a body, paws with cones displaced axially relative to each other in transport position, and springs, paw shanks are flat in shape and are made with through longitudinal grooves of various lengths, in which fastening elements are placed on a sliding landing at different levels relative to the end face of the bit in its working position for holding paws in the body, as well as the fact that longitudinal grooves are made in the body of the bit for placement in them the shanks of the paws and the fact that blind holes are made in the body of the bit to accommodate the springs.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено вставное шарошечное долото в транспортном положении, а на фиг.2 - в рабочем положении.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 schematically shows an insert roller cone bit in the transport position, and in Fig.2 - in the working position.

Вставное шарошечное долото состоит из корпуса 1 с пазами 2, лапами 3 и 4 с плоскими хвостовиками 5, имеющими сквозные продольные пазы различной длины малый 6 и большой 7, в которых по скользящей посадке размещены крепежные элементы, в качестве которых использованы штифты 8, расположенные на различных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении, и шарошек 9 и 10. В корпусе 1 выполнены два глухих отверстия 11, в которых вмонтированы пружины 12.An insert roller cone consists of a housing 1 with grooves 2, paws 3 and 4 with flat shanks 5, having through longitudinal grooves of various lengths small 6 and large 7, in which fasteners are placed along a sliding fit, which are used as pins 8 located on different levels relative to the end of the bit in its working position, and cones 9 and 10. In the housing 1 there are two blind holes 11 in which the springs 12 are mounted.

Долото имеет два положения - рабочее и транспортное. В транспортном положении лапа 4 с шарошкой 9 опущена вниз до упора верхнего торца большого паза 7 в штифт 8. Лапа 3 с шарошкой 10 также опущена до упора верхнего торца малого паза 6 в штифт 8. Такое положение лап 3 и 4 с шарошками 9 и 10 достигается за счет собственного их веса и действия силы сжатых пружин 12, размещенных в отверстиях 11 корпуса долота 1. При этом обе лапы с шарошками отклонены к центру долота и занимают габариты, позволяющие ему свободно проходить внутри обсадной колонны 13. В транспортном положении пружины 12 распрямлены и препятствуют смещению хвостовиков лап в пазах корпуса, предотвращая самопроизвольный привод долота в рабочее положение. В таком состоянии долото доходит до башмака 14 обсадной колонны (фиг.1), который должен находиться от забоя скважины на расстоянии, равном или несколько большем высоты долота в рабочем положении.The bit has two positions - working and transport. In the transport position, the paw 4 with the cone 9 is lowered down to the stop of the upper end of the large groove 7 in the pin 8. The paw 3 with the cone 10 is also lowered to the stop of the upper end of the small groove 6 in the pin 8. This position of the paws 3 and 4 with cones 9 and 10 is achieved due to their own weight and the action of the force of the compressed springs 12 located in the holes 11 of the body of the bit 1. At the same time, both legs with cones are deflected to the center of the bit and occupy dimensions that allow it to freely pass inside the casing 13. In the transport position, the springs 12 are straightened and hinder displacements paws shanks in the grooves housing, preventing spontaneous bit in the drive position. In this state, the bit reaches the shoe 14 of the casing (figure 1), which should be from the bottom of the well at a distance equal to or slightly greater than the height of the bit in the working position.

Выйдя из башмака 14 обсадной колонны 13 долото оказывается в скважине, диаметр которой равен, а в случае потери диаметра предыдущим долотом меньше диаметра нового долота в его рабочем положении. Когда шарошка 9 упрется в плоскость забоя скважины, а долото продолжает перемещаться вниз, центральная часть корпуса долота 15 начинает давить на плоскость 16 хвостовика 5 лапы 4 и отклонять ее от центра долота до упора в стенку скважины 17, а пружина 12 сжимается, входя в отверстие 11 корпуса 1. Находясь в таком положении, лапа 4 уже не мешает шарошке 10, которая при дальнейшем опускании долота также раздвигается его центральной частью 15 до номинального диаметра скважины одновременно сжимая вторую пружину 12.Leaving the shoe 14 of the casing string 13, the bit is in the well, the diameter of which is equal, and in case of loss of diameter by the previous bit is less than the diameter of the new bit in its working position. When the cone 9 rests against the bottom face of the well, and the bit continues to move downward, the central part of the bit body 15 begins to press on the plane 16 of the shank 5 of the foot 4 and deflect it from the center of the bit to the stop in the wall of the well 17, and the spring 12 is compressed, entering the hole 11 of the housing 1. Being in this position, the paw 4 does not interfere with the roller cone 10, which, when the bit is further lowered, is also moved apart by its central part 15 to the nominal diameter of the well while compressing the second spring 12.

Рабочее положение долота достигается в том случае, когда нижние торцы пазов 6 и 7 упрутся в штифты 8, а пружины 12 находиться в отверстиях 11 корпуса 1. При этом хвостовики лап упираются в торцы пазов 2 на корпусе долота 1, которые и передают осевую нагрузку на забой скважины. Вращение от корпуса долота, жестко соединенного с буровым снарядом 18, на шарошки передается пазами 2, в которых размещены плоские хвостовики 5 лап 3 и 4.The working position of the bit is achieved when the lower ends of the grooves 6 and 7 abut against the pins 8, and the springs 12 are in the holes 11 of the housing 1. In this case, the shanks of the paws abut against the ends of the grooves 2 on the body of the bit 1, which transmit the axial load to bottom hole. The rotation from the body of the bit, rigidly connected to the drill 18, is transmitted to the cones by grooves 2, in which the flat shanks 5 of the legs 3 and 4 are placed.

После окончания рейса корпус долота 1 с буровым снарядом 18 начинают медленно поднимать от забоя скважины. При этом под действием силы тяжести от собственного веса лапы 4 и шарошки 9 в совокупности с силой сжатой пружин 12 лапы 3 и 4 с шарошками 9 и 10 опускаются в крайнее нижнее положение, разворачиваются на штифтах 8 и принимают транспортное положение.After the trip, the body of the bit 1 with the drill 18 begin to slowly lift from the bottom of the well. In this case, under the action of gravity from the own weight of the legs 4 and cones 9 in conjunction with the force of the compressed springs 12, the legs 3 and 4 with cones 9 and 10 are lowered to their lowest position, deployed on the pins 8 and take the transport position.

Таким образом, предлагаемое техническое решение вставного шарошечного долота имеет следующие преимущества по сравнению с известными:Thus, the proposed technical solution of the insert roller cone bit has the following advantages compared with the known:

1. Значительно упрощена конструкция долота за счет резкого сокращения количества его элементов, что заметно сократит трудовые и материальные затраты на его изготовление.1. The design of the bit has been greatly simplified due to a sharp reduction in the number of its elements, which will significantly reduce labor and material costs for its manufacture.

2. Увеличивается надежность привода долота в рабочее положение и обратно.2. Increases the reliability of the drive bit in the working position and vice versa.

3. Появляется реальная возможность изготовления работоспособных шарошечных долот малого диаметра - 76-93 мм.3. There is a real possibility of manufacturing workable roller cone bits of small diameter - 76-93 mm.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. №390253, кл. Е 21 В 9/08, Е 21 В 11/00, 1973, БИ №30.1. A.S. No. 390253, cl. E 21 B 9/08, E 21 B 11/00, 1973, BI No. 30.

2. А.с. №120191, кл. Е 21 В 9/00, Е 21 В 11/00, 1959, БИ №11 - прототип.2. A.S. No. 120191, class E 21 B 9/00, E 21 B 11/00, 1959, BI No. 11 - prototype.

Claims

1. Insert roller cone bit, consisting of a body, paws with cones displaced axially relative to each other in transport position, and springs, characterized in that the paw shanks are flat in shape and are made with through longitudinal grooves of various lengths, in which the sliding mounting fittings are placed at different levels relative to the end face of the bit in its working position to hold the paws in the housing.

2. The insert roller cone bit according to claim 1, characterized in that longitudinal grooves are made in the body of the bit to accommodate the paw shanks in them.

3. The insert roller cone bit according to claim 1, characterized in that blind holes are made in the body of the bit to accommodate the springs.