RU2334861C1

RU2334861C1 - Rotary drilling bit

Info

Publication number: RU2334861C1
Application number: RU2007102012/03A
Authority: RU
Inventors: Родион Михайлович Богомолов (RU); Родион Михайлович Богомолов; Виталий Игоревич Кремлев (RU); Виталий Игоревич Кремлев; Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-09-27

Abstract

FIELD: building.

SUBSTANCE: invention concerns rotary drilling bits including a case and cone-shaped self-cleared cutters with peripherical gear and disk tips. The distinguishing feature of the bit is that the distance b₁ between vertexes of disks of a peripherical tip of one cutter is higher than length of a tooth b₂ of a gear peripherical tip of another cutter, these sizes correlating as follows: b₁/b₂=1.05-1.15. Note that platforms of blunting of cutting edges of gear tips are bigger than that of neighboring cutters disk tips.

EFFECT: increase in mechanical speed of drilling.

1 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам.The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to cone drill bits.

Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус и конусные шарошки с зубчатыми венцами (см. Корнилов Н.И, Бухарев Н.Н. и др. Буровой инструмент для геологоразведочных скважин, М., Недра, 19905 г., с.286-287, рис.6.3 д).Known drill bit, including a housing and cone cones with gear rims (see Kornilov N.I., Bukharev N.N. and others. Drilling tools for exploration wells, M., Nedra, 19905, S. 286-287, Fig. 6.3 d).

Недостатком этого долота является малый ресурс его работы из-за низкой эффективности разрушения породы и возможности образования забойной рейки.The disadvantage of this bit is the small resource of its work due to the low efficiency of the destruction of the rock and the possibility of formation of a bottom hole.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото. Буровое шарошечное долото, включающее корпус и конические самоочищающиеся шарошки с периферийными зубчатыми и дисковыми венцами (см. патент ФРГ №2038985, кл. Е21В 10/16, 1972 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a cone drill bit. A cone drill bit including a body and conical self-cleaning cones with peripheral gear and disc crowns (see Germany patent No. 2038985, class E21B 10/16, 1972).

Данное долото благодаря использованию комбинированного вооружения повышает общий ресурс работы всего долота. К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость разрушения породы, что связано с неоптимальной схемой вооружения его шарошек. Это особенно сказывается при бурении по перемежающимся породам.This bit due to the use of combined weapons increases the overall resource of the entire bit. The disadvantages of this bit include the relatively high energy intensity of rock destruction, which is associated with a suboptimal weapon system of its cone. This is especially true when drilling through intermittent rocks.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение эффективности работы долота за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы. Поставленная техническая задача решается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем корпус и конические самоочищающиеся шарошки, с периферийными зубчатыми и дисковыми венцами, отличающемся тем, что расстояние b₁ между вершинами дисков периферийного венца одной шарошки больше длины зуба b₂ зубчатого периферийного венца другой шарошки, при этом эти величины связаны между собой соотношением: b₁/b₂=1.05-1.15, при этом притупление зубчатых венцов большие притупления дисковых венцов.In connection with the stated technical objective of the invention is to increase the efficiency of the bit by reducing the energy intensity of the process of rock destruction. The stated technical problem is solved in that in a drill cone bit including a body and self-cleaning conical cones with peripheral gear and disk crowns, characterized in that the distance b ₁ between the vertices of the disks of the peripheral crown of one cone is greater than the length of the tooth b ₂ of the peripheral crown of the other cone , however, these values are related by the ratio: b ₁ / b ₂ = 1.05-1.15, while the blunting of the gear rims is a big blunting of the disk rims.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the bit.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1, конические самоочищающиеся шарошки 2, 3 которые закреплены на цапфах 4 посредством подшипников 5 качения. Одна из шарошек 2 выполнена с периферийными дисковыми венцами 6, 7, а другая - 3 с зубчатым венцом 8. При этом расстояние b₁ между дисковыми венцами 5 и 6 связано с длиной зубьев b₂ зубчатого венца 8 соотношением: b₁/b₂=1.05-1.15. При этом притупление режущей кромки 9 зубчатого периферийного венца 8 больше притупления режущих кромок 10 и 11 дисковых венцов 5 и 6.The cone drill bit comprises a housing 1, self-cleaning conical cones 2, 3 which are fixed on the pins 4 by means of rolling bearings 5. One of the cones 2 is made with peripheral disk crowns 6, 7, and the other 3 with the ring gear 8. Moreover, the distance b ₁ between the disk rings 5 and 6 is connected with the length of the teeth b _{2 of the} ring gear 8 by the ratio: b ₁ / b ₂ = 1.05-1.15. In this case, the blunting of the cutting edge 9 of the peripheral ring gear 8 is greater than the blunting of the cutting edges 10 and 11 of the disk crowns 5 and 6.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы шарошек 2 и 3 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом дисковые венцы 6 и 7 прорезают на забое кольцевые канавки, образуя дополнительную плоскость обнажения. Выступы между кольцевыми канавками разрушаются зубчатыми венцами 8, которые оснащены зубьями с длиной b₂, меньше ширины кольцевого выступа, образуемого дисковыми венцами 5 и 6. Причем разница между указанными величинами не превышает 15%, что обеспечивает достаточную прочность зубьев и в то же время создание высоких удельных нагрузок. Это в совокупности с дополнительной плоскостью обнажения гарантирует разрушение кольцевых выступов зубьями венцов 8 в режиме крупного скола, обеспечивая высокую механическую скорость бурения благодаря уменьшению энергоемкости процесса разрушения. Этому способствует и выполнение зубьев дисковых венцов 5 и 6 шарошки 2 с меньшим притуплением режущих кромок 10 и 11 по сравнению с притуплением режущих кромок 9 венца 8 зубчатой шарошки 3. Благодаря такому выполнению вооружения обеспечивается более эффективное разрушение периферийной части забоя и кольцевых породных выступов прорезаемыми дисковыми венцами 5 и 6. Таким образом применение предложенного долота благодаря более оптимальной схеме вооружения периферийных венцов позволяет повысить проходку и скорость бурения и тем самым снизить себестоимость буровых работ.The principle of operation of the bit is as follows. Under the action of axial load and torque, rock-cutting elements of roller cutters 2 and 3 carry out the destruction of the bottom and calibration of the walls of the well. At the same time, disk crowns 6 and 7 cut annular grooves on the face, forming an additional outcrop plane. The protrusions between the annular grooves are destroyed by the gear crowns 8, which are equipped with teeth with a length of b ₂ , less than the width of the annular protrusion formed by the disk crowns 5 and 6. Moreover, the difference between these values does not exceed 15%, which ensures sufficient tooth strength and at the same time create high specific loads. This, together with an additional exposure plane, guarantees the destruction of the annular protrusions by the teeth of the crowns 8 in the large cleaved mode, providing a high mechanical drilling speed due to a decrease in the energy intensity of the fracture process. This contributes to the implementation of the teeth of the disk crowns 5 and 6 of the cone 2 with less blunting of the cutting edges 10 and 11 compared with the blunting of the cutting edges 9 of the crown 8 of the cone 3. Thanks to this embodiment of the armament, a more effective destruction of the peripheral part of the face and the ring rock protrusions of the cut disk crowns 5 and 6. Thus, the use of the proposed bit due to a more optimal armament of peripheral crowns allows to increase the penetration and drilling speed and thereby reduce ebestoimost drilling.

Claims

1. Drill cutter bit, comprising a housing and conical self-cleaning cones with peripheral gears and disk crowns, characterized in that the distance - b ₁ between the vertices of the disks of the peripheral crown of one cone is greater than the length of the tooth - b ₂ of the peripheral crown of the other cone, these values are interconnected by the ratio: b ₁ / b ₂ = 1.05-1.15.

2. Drill roller according to claim 1, characterized in that the sites of blunting the cutting edges of the gear rims are large areas of the blunting of the cutting edges of the disk crowns.