RU2340758C1

RU2340758C1 - Blade drill bit

Info

Publication number: RU2340758C1
Application number: RU2007112806/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Черкасов (RU); Владимир Иванович Черкасов; Алексей Евгеньевич Кравченко (RU); Алексей Евгеньевич Кравченко; Владимир Юрьевич Бебенин (RU); Владимир Юрьевич Бебенин
Priority date: 2007-04-06
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2008-12-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to rock destroying tool, in particular to blade drill bits. The blade drill bit incorporates a case, reinforced flat blades and fixing elements. The feature of the suggested blade drill bid is as follows: blind grooves of various lengths are made on the side surface of the case; folding flat blades are arranged in the said grooves. At that the blades are made removable and they are equipped with lengthwise through slots of various size and fixing elements installed at different levels against the end of the bit in its operating position. At the periphery of the case there are made lugs with horizontal holes wherein fixing elements are positioned; at that one of the lugs is located above the level of another at a value equal to the excess value of length of one slot over another.

EFFECT: facilitating entry of boreholes into soft rocks with simultaneous casing.

5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано при бурении скважин различного назначения в мягких горных породах со вслед идущей обсадкой.The invention relates to mining and construction and can be used when drilling wells for various purposes in soft rocks with subsequent casing.

Известно буровое лопастное долото, состоящее из корпуса и радиально расположенных лопастей. Передняя грань и калибрующая поверхность лопастей армированы твердым сплавом (RU, №2225492, кл. E21B 10/42, опубл. 2004).Known drill blade bit, consisting of a housing and radially located blades. The front face and the calibrating surface of the blades are reinforced with a hard alloy (RU, No. 2225492, class E21B 10/42, publ. 2004).

Недостатками этого долота являются сложность конструкции и ненадежность его работы, которая зависит от согласованной работы многих конструктивных элементов.The disadvantages of this bit are the complexity of the design and the unreliability of its work, which depends on the coordinated work of many structural elements.

Наиболее близким по технической сути и ожидаемому результату является лопастное долото, состоящее из корпуса, армированных плоских лопастей и крепежных элементов (RU, №2082869, кл. E21B 10/42, опубл. 1997).The closest in technical essence and the expected result is a blade bit, consisting of a body, reinforced flat blades and fasteners (RU, No. 2082869, class E21B 10/42, publ. 1997).

Недостатком данного долота является невозможность бурения скважин в мягких горных породах, не требующих создания значительных осевых усилий для разрушения, сложность конструкции и значительная материалоемкость.The disadvantage of this bit is the impossibility of drilling wells in soft rocks that do not require the creation of significant axial forces for destruction, the complexity of the design and significant material consumption.

Технический эффект, который ожидается от использования изобретения, заключается в обеспечении возможности проходки скважин в мягких горных породах со вслед идущей обсадкой.The technical effect, which is expected from the use of the invention, is to provide the possibility of sinking wells in soft rocks with subsequent casing.

Указанный технический эффект достигается тем, что в буровом лопастном долоте, состоящем из корпуса, армированных плоских лопастей и крепежных элементов, на боковой поверхности корпуса выполнены глухие пазы различной длины, в которых установлены плоские лопасти с возможностью складывания, при этом лопасти выполнены съемными и имеют сквозные продольные пазы различной величины и крепежные элементы, установленные на различных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении, а на периферии корпуса выполнены выступы с горизонтальными отверстиями, в которых размещены фиксаторы, причем один из выступов расположен выше уровня другого на величину, равную величине превышения длины одного паза над другим.The specified technical effect is achieved by the fact that in the drill blade, consisting of a housing reinforced with flat blades and fasteners, blind grooves of various lengths are made on the side surface of the housing, in which flat blades are installed with the possibility of folding, while the blades are removable and have through longitudinal grooves of various sizes and fasteners installed at different levels relative to the end face of the bit in its working position, and horizontal ledges are made on the periphery GOVERNMENTAL holes which accommodate fasteners, wherein one of the projections is higher than the other by an amount equal to the amount exceeding the length of one slot over the other.

А также тем, что одна из лопастей по высоте меньше другой, и тем что в лопастях выполнены горизонтальные отверстия, соосные горизонтальным отверстиям в выступах корпуса, и тем, что удлиненный сквозной продольный паз выполнен с осью, параллельной оси долота, и расположен на большей лопасти, а укороченный сквозной продольный паз выполнен с осью под углом к оси долота и расположен на меньшей лопасти, а также тем, что торцы хвостовиков лопастей выполнены ступенчатой формы, внутренняя часть которых в рабочем положении находится в контакте с дном глухих пазов на боковой поверхности корпуса, а периферийная часть контактирует с выступами корпуса долота, выступая за пределы корпуса на величину, равную толщине стенки обсадной трубы и зазору между корпусом долота и внутренней стенкой обсадной трубы.And also because one of the blades is smaller in height than the other, and because the blades have horizontal holes aligned with the horizontal holes in the protrusions of the body, and the fact that the elongated through longitudinal groove is made with an axis parallel to the axis of the bit, and is located on the larger blade and a shortened through longitudinal groove is made with the axis at an angle to the axis of the bit and is located on the smaller blade, as well as the fact that the ends of the shanks of the blades are made in a stepped form, the inner part of which is in working position in contact with the bottom blind grooves on the side surface of the body, and the peripheral part is in contact with the protrusions of the body of the bit, protruding beyond the body by an amount equal to the wall thickness of the casing pipe and the gap between the body of the bit and the inner wall of the casing.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено лопастное долото со складывающимися сменными лопастями в рабочем положении, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - лопастное долото в транспортном положении и на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a blade chisel with folding interchangeable blades in the working position, Fig. 2 is a section A-A in Fig. 1, Fig. 3 is a blade chisel in the transport position and in Fig. 4 - section BB in figure 3.

Буровое лопастное долото состоит из корпуса 1 (см. фиг.1 и 2), на боковой поверхности которого выполнены глухой укороченный паз 2 и глухой удлиненный паз 3. В указанных пазах размещены плоская большая лопасть 4 и плоская малая лопасть 5, выполненные различными по длине и армированные твердосплавным калибровочным 6 и основным рабочим 7 вооружением. Глухой укороченный паз 2 и глухой удлиненный паз 3 имеют различную длину относительно нижнего торца корпуса 1. Корпус 1 на периферии имеет выступ 8 и выступ 9, в которых выполнены горизонтальные отверстия 10 для размещения в них фиксаторов 11 из легко разрушаемого материала.The drill blade consists of a casing 1 (see FIGS. 1 and 2), on the lateral surface of which a blind shortened groove 2 and a long elongated blind groove 3 are made. In these grooves there is a flat large blade 4 and a flat small blade 5 made of different lengths and reinforced with carbide gauge 6 and the main working 7 weapons. The blind shortened groove 2 and the long elongated blind groove 3 have different lengths relative to the lower end of the housing 1. The housing 1 at the periphery has a protrusion 8 and a protrusion 9, in which horizontal holes 10 are made for receiving the clips 11 of easily destroyed material in them.

Торец выступа 9 выше торца выступа 8 на величину, равную разнице длин между глухим укороченным пазом 2 и глухим удлиненным пазом 3. Плоская большая лопасть 4 и плоская малая лопасть 5 имеют ступенчатые верхние торцы, внутренние части которых в рабочем положении упираются в донышки глухого укороченного паза 2 и глухого удлиненного паза 3, а периферийные части - в выступы 8 и 9. Во внутренних частях ступенчатых торцев плоской большой лопасти 4 и плоской малой лопасти 5 имеются отверстия 16 и 17, соосные отверстиям 10 в выступах 8 и 9 корпуса 1 лопастного долота, в которых размещаются фиксаторы 11.The end face of the protrusion 9 is higher than the end of the protrusion 8 by an amount equal to the length difference between the blind short groove 2 and the long elongated blind 3. The flat large blade 4 and flat small blade 5 have stepped upper ends, the inner parts of which in the working position abut against the bottoms of the blind shortened groove 2 and a blind elongated groove 3, and the peripheral parts into the protrusions 8 and 9. In the inner parts of the stepped ends of the flat large blade 4 and flat small blade 5 there are holes 16 and 17, coaxial with the holes 10 in the protrusions 8 and 9 of the housing 1 of the blade for olots in which clamps 11 are located.

В плоской большой лопасти 4 выполнен продольный удлиненный сквозной паз 13, а в плоской малой лопасти 5 - продольный укороченный сквозной паз 12. Ось укороченного сквозного продольного паза 12 расположена под углом к оси долота, а ось удлиненного сквозного продольного паза 13 параллельна оси долота. В сквозных продольных пазах 12 и 13 по скользящей посадке размещены ограничители 14 и 15 в виде болтов с гайками, препятствующие выпадению лопастей 4 и 5 из глухих пазов 2 и 3 в транспортном положении лопастного долота (см. фиг.3 и 4), обеспечивая возможность опускания лопастей 4 и 5 с одновременным смещением их к центру лопастного долота. Последнее возможно благодаря особой конфигурации плоской большой лопасти 4 и плоской малой лопасти 5 и расположению оси укороченного сквозного продольного паза 12 под углом к оси лопастного долота.In a flat large blade 4, a longitudinal elongated through groove 13 is made, and in a flat small blade 5 a longitudinal shortened through groove 12. The axis of the shortened through longitudinal groove 12 is located at an angle to the axis of the bit, and the axis of the elongated through longitudinal groove 13 is parallel to the axis of the bit. In the through longitudinal grooves 12 and 13 along the sliding fit, stoppers 14 and 15 are placed in the form of bolts with nuts that prevent the blades 4 and 5 from falling out of the blind grooves 2 and 3 in the transport position of the blade bit (see FIGS. 3 and 4), making it possible lowering the blades 4 and 5 with their simultaneous displacement to the center of the blade bit. The latter is possible due to the special configuration of the flat large blade 4 and the flat small blade 5 and the location of the axis of the shortened through longitudinal groove 12 at an angle to the axis of the blade bit.

В корпусе 1 лопастного долота имеются сквозные отверстия 18 и 19, в которых монтируются ограничители 14 и 15, а также профрезерованы врезки 20, обеспечивающие возможность снятия ограничителей 14 и 15 при замене изношенных лопастей 4 и 5 на новые.In the housing 1 of the blade bit there are through holes 18 and 19, in which the stops 14 and 15 are mounted, and the insets 20 are milled, providing the ability to remove the stops 14 and 15 when replacing the worn blades 4 and 5 with new ones.

Лопастное долото работает следующим образом. На поверхности непосредственно на месте сооружения буронабивной сваи собирают буровой снаряд, состоящий из бурильной штанги с нижним переходником (на фиг.1 не показаны), на которую надевают обсадную трубу 21. Затем к нижнему переходнику подсоединяют лопастное долото со складывающимися сменными плоской большой лопастью 4 и плоской малой лопастью 5, находящееся в рабочем положении, т.е. в положении, когда лопасти выступают за пределы диаметра обсадной трубы 21, обеспечивая номинальный диаметр скважины 22. Лопастное долото располагается ниже торца обсадной трубы 21 на 15-20 см. При этом плоская большая лопасть 4 и плоская малая лопасть 5 удерживаются в рабочем положении фиксаторами 11 из легко разрушаемого материала (например, алюминиевая проволока малого сечения), а ограничители 14 и 15 находятся в крайнем нижнем положении относительно укороченного сквозного продольного паза 12 и удлиненного сквозного продольного паза 13.The blade bit works as follows. A drill string is assembled on the surface directly at the construction site of the bored pile, consisting of a drill rod with a lower adapter (not shown in Fig. 1), on which a casing 21 is put on. Then, a blade bit with folding replaceable flat large blade 4 and is connected to the lower adapter flat small blade 5, located in the working position, i.e. in the position where the blades extend beyond the diameter of the casing 21, providing a nominal bore diameter of 22. The blade bit is located below the end of the casing 21 by 15-20 cm. In this case, the flat large blade 4 and the flat small blade 5 are held in place by the latches 11 from easily destructible material (for example, aluminum wire of small cross section), and the stops 14 and 15 are in the lowest position relative to the shortened through longitudinal groove 12 and the elongated through longitudinal groove 13.

После сборки бурового снаряда начинают процесс бурения скважины 22. Дойдя до проектной глубины скважины 22, на поверхности одним из известных способов закрепляют обсадную трубу 21 и начинают поднимать буровой снаряд. Как только периферийная часть верхнего ступенчатого торца лопасти 4 упрется в нижний торец обсадной трубы 21, несколько увеличивают осевое усилие на лопастное долото и срезают фиксатор 11, удерживающий плоскую большую лопасть 4 в рабочем положении, и она под собственным весом опускается до упора ограничителя 15 в верхнюю часть удлиненного сквозного продольного паза 13. При дальнейшем подъеме бурового снаряда периферийная часть плоской малой лопасти 5 также упрется в нижний торец обсадной трубы 21, и фиксатор 11 срежется, освободив лопасть 5, которая опустится до упора ограничителя 14 в верхнюю часть укороченного сквозного продольного паза 12. Благодаря угловому смещению оси укороченного сквозного продольного паза 12 относительно оси долота лопасть 5 отклонится к центру лопастного долота, и оно примет транспортное положение внутри обсадной трубы 21. Таким образом, предлагаемое техническое решение лопастного долота имеет следующие преимущества перед известными:After assembling the drill, the process of drilling the well 22 is started. Having reached the design depth of the well 22, the casing 21 is fixed on the surface using one of the known methods and the drill is started to be lifted. As soon as the peripheral part of the upper stepped end face of the blade 4 rests against the lower end of the casing 21, the axial force on the blade bit is slightly increased and the latch 11 holding the flat large blade 4 in the working position is cut, and it is lowered under its own weight to the stop of the stop 15 in the upper part of the elongated through longitudinal groove 13. With the further lifting of the drill, the peripheral part of the flat small blade 5 also abuts against the lower end of the casing 21, and the retainer 11 is sheared, releasing the blade 5, cat the sharp will fall to the stop of the limiter 14 at the top of the shortened through longitudinal groove 12. Due to the angular displacement of the axis of the shortened through longitudinal groove 12 relative to the axis of the bit, the blade 5 will deviate to the center of the blade bit, and it will take the transport position inside the casing 21. Thus, the proposed technical The solution of a blade bit has the following advantages over the known:

1. Возможность бурения скважин со вслед идущей обсадкой в мягких горных породах.1. The possibility of drilling wells followed by casing in soft rocks.

2. Возможность использования нескольких сменных комплектов лопастей с одним корпусом долота.2. The ability to use multiple interchangeable sets of blades with one body of the bit.

Claims

1. Drill blade bit, consisting of a housing, reinforced flat blades and fasteners, characterized in that on the side surface of the housing there are blind grooves of various lengths, in which flat blades are installed with the possibility of folding, while the blades are removable and have through longitudinal grooves of various sizes and fasteners installed at different levels relative to the end face of the bit in its working position, and on the periphery of the housing there are protrusions with horizontal holes in which azmescheny latches wherein one of the projections is higher than the other by an amount equal to the amount exceeding the length of one slot over the other.

2. The blade bit according to claim 1, characterized in that one of the flat blades in height is smaller than the other.

3. The blade bit according to claim 1, characterized in that in the flat blades there are horizontal holes aligned with the horizontal holes in the protrusions of the housing.

4. The blade bit according to claim 1, characterized in that the elongated through longitudinal groove is made with an axis parallel to the axis of the bit and is located on a larger flat blade, and the shortened through longitudinal groove is made with the axis at an angle to the axis of the bit and is located on a smaller flat the blades.

5. The blade bit according to claim 1, characterized in that the ends of the shanks of the flat blades are made in a stepped form, the inner part of which in the working position is in contact with the bottom of the blind grooves on the side surface of the body, and the peripheral part is in contact with the protrusions of the bit body, protruding beyond the limits of the casing by an amount equal to the thickness of the casing wall and the gap between the casing of the bit and the inner wall of the casing.