RU2425945C1 - Three-cone rolling drilling bit - Google Patents
Three-cone rolling drilling bit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425945C1 RU2425945C1 RU2010131703/03A RU2010131703A RU2425945C1 RU 2425945 C1 RU2425945 C1 RU 2425945C1 RU 2010131703/03 A RU2010131703/03 A RU 2010131703/03A RU 2010131703 A RU2010131703 A RU 2010131703A RU 2425945 C1 RU2425945 C1 RU 2425945C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- teeth
- bit
- cutter
- cone
- crowns
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней категории твердости.The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to cone drill bits, primarily for drilling soft rocks and rocks of medium hardness category.
Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус, конусные шарошки с литыми или фрезерованными зубьями и боковые промывочные узлы со сменными насадками (см. Масленников И.К. «Буровой инструмент». М.: Недра, 1989, с.141-142, рис.2.1.63).Known drilling cone bit, comprising a housing, conical cones with cast or milled teeth and side flushing units with interchangeable nozzles (see Maslennikov IK "Drilling tool". M: Nedra, 1989, p.141-142, Fig. 2.1.63).
Недостатком этого долота является низкая эффективность работы из-за несбалансированности его двух основных систем - геометрии вооружения и опорных узлов.The disadvantage of this bit is the low efficiency due to the imbalance of its two main systems - the geometry of weapons and support nodes.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое трехшарошечное долото, включающее лапы с наклонными цапфами, установленные на них посредством замкового подшипника шарошки с венцами, литые или фрезерованные зубья которых расположены под углом относительно образующей (см. Масленников И.К. и Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. М.: Недра, 1981, стр.40-41).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a three-cone drill bit, including paws with inclined trunnions mounted on them by means of a roller cone lock bearing, cast or milled teeth of which are located at an angle relative to the generatrix (see I. Maslennikov and Matveev, G.I., Tool for Drilling Wells, Moscow: Nedra, 1981, pp. 40-41).
Данная конструкция долота благодаря новой схеме расположения зубьев обеспечивает более эффективное разрушение забоя.This design of the bit due to the new tooth arrangement provides a more effective destruction of the face.
К недостаткам данного бурового инструмента следует отнести вероятность отклонения долота от заданного направления в процессе бурения, так как предложенная схема расположения зубьев не устраняет отклоняющего усилия на долоте, а также способствует повышенному износу подшипниковых узлов, связанному с возникновением дополнительной осевой нагрузки в подшипниковых узлах долота не только вследствие воздействия осевой нагрузки на долото, но и от сил разрушения породы, возникающих при проскальзывании вооружения по забою. Это, в свою очередь, снижает эффективность работы бурового долота и ведет к удорожанию буровых работ.The disadvantages of this drilling tool include the probability of deviation of the bit from a given direction during drilling, since the proposed tooth arrangement does not eliminate the deflecting force on the bit, and also contributes to increased wear of the bearing assemblies associated with the occurrence of additional axial load in the bearing nodes of the bit due to the impact of the axial load on the bit, but also from the forces of destruction of the rock arising from the slipping of weapons in the face. This, in turn, reduces the efficiency of the drill bit and leads to higher cost of drilling operations.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет увеличения ресурса работы подшипниковых узлов и оптимизации отвода шлама из зоны бурения зубьев шарошек с одновременным обеспечением проходки скважины строго по заданному направлению.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the bit by increasing the service life of the bearing assemblies and optimizing the removal of cuttings from the drilling zone of the cone teeth while ensuring well penetration strictly in a given direction.
Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом трехшарошечном долоте, включающем лапы с параллельно смещенными наклонными цапфами, установленные на них посредством замкового подшипника шарошки с венцами, литые или фрезерованные зубья которых установлены под углом к продольной оси цапфы, согласно изобретению каждая шарошка оснащена зубьями с правым и левым наклоном, выполненными с таким расчетом, чтобы осевая нагрузка на подшипниковый узел каждой шарошки долота, возникающая вследствие усилия разрушения породы наклоненных зубьев венцов шарошки одного направления, компенсировалась такой же по величине и противоположной по направлению осевой нагрузкой, одновременно возникающей при работе остальных венцов на той же шарошке.The technical result is achieved by the fact that in the three-cone drill bit, which includes paws with parallel shifted inclined pins, mounted on them by means of a locking roller cones with crowns, cast or milled teeth of which are mounted at an angle to the longitudinal axis of the axle, according to the invention, each cone is equipped with teeth with right and left tilt, designed so that the axial load on the bearing assembly of each bit cone, resulting from the rock breaking force nennyh cutter tooth crowns in one direction, offset by the same magnitude and opposite direction of axial load occurring simultaneously with the rest of rims on the same cone.
Изобретение поясняется чертежами, на фиг.1 представлен общий вид долота; фиг.2 - схема размещения вооружения.The invention is illustrated by drawings, figure 1 presents a General view of the bit; figure 2 - layout of weapons.
Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с наклонными параллельно смещенными цапфами (не показаны), на которых установлены конические шарошки 2 с литыми или фрезерованными зубьями 3, и промывочные узлы 4, размещенные между шарошками 2 и направляющими поток промывочной жидкости на забой скважины. При этом зубья 3 на каждой шарошке 2 выполнены с противоположным (т.е. с правым и левым) наклоном относительно продольной оси шарошки 2. Суммарные осевые составляющие для каждой из трех шарошек NA, NB и NC от соответствующих усилий разрушения породы FA, FB и FC наклоненных зубьев, возникающих при их контакте с забоем, должны удовлетворять следующему условию (равенству):The drill bit contains a housing 1 with parallel inclined pins (not shown), on which
NA-NA1+NA2+NA3=0;N A- N A1 + N A2 + N A3 = 0;
NB=NB1+NB2=0;N B = N B1 + N B2 = 0;
NC=NC1+NC2=0;N C = N C1 + N C2 = 0;
где:Where:
NA1, NA2 и NA3 = осевая нагрузка на опорные узлы - A (1-й шарошки долота), возникающая вследствие усилия разрушения породы - FA1, FA2, и FA3 зубьев с наклонным вооружением соответственно перового, второго и третьего венцов шарошки - А при его проскальзывании по забою.N A1 , N A2 and N A3 = axial load on the support nodes - A (1st bit cone) resulting from the rock breaking force - F A1 , F A2 , and F A3 teeth with oblique arms of the first, second and third crowns, respectively cones - And when it slips along the face.
NB1 и NB2 = осевая нагрузка на опорный узел - B (2-й шарошки долота), возникающая вследствие усилия разрушения породы - FB1 и FB2 зубьев с наклонным вооружением перового и второго венцов шарошки - В при их проскальзывании по забою.N B1 and N B2 = axial load on the support node - B (2nd bit cutter) resulting from the rock breaking force - F B1 and F B2 of the teeth with oblique armament of the first and second bit cutters - B when they slip along the bottom.
NC1 и NC2 = осевая нагрузка на опорный узел - С (3-й шарошки долота), возникающая вследствие усилия разрушения породы - FC1 и FC2 зубьев с наклонным вооружением перового и второго венцов шарошки - С при их проскальзывании по забою.N C1 and N C2 = axial load on the support node - C (3rd bit cone) resulting from the rock breaking force - F C1 and F C2 teeth with oblique armament of the first and second cones - C when they slip over the bottom.
Выполнение этого условия достигается за счет целого ряда конструктивных решений, таких как: изменения количества наклонных зубьев; использования наряду с наклонными зубьями также и зубьев, ориентированных вдоль оси шарошки; изменением угла наклона зубьев, а также их длины для каждого отдельного венца каждой шарошки.The fulfillment of this condition is achieved due to a number of design solutions, such as: changes in the number of inclined teeth; use along with the inclined teeth also the teeth oriented along the axis of the cone; a change in the angle of inclination of the teeth, as well as their length for each individual crown of each cone.
Такое выполнение геометрии вооружения шарошек обеспечивает взаимное погашение усилий, действующих вдоль оси шарошки долота и направленных в противоположные стороны, возникающих при разрушении породы право и левосторонними зубьями. Это гарантирует увеличение долговечности подшипниковых узлов, а также сохранение заданного направления бурения.This implementation of the geometry of the weapons of the cones provides mutual cancellation of the forces acting along the axis of the cone bits and directed in opposite directions that occur when the rock is destroyed by the right and left-side teeth. This ensures an increase in the durability of the bearing units, as well as the preservation of a given direction of drilling.
Предложенная схема вооружения шарошек бурового долота может быть использована в долотах с любым количеством шарошек.The proposed armament scheme for drill bit cones can be used in bits with any number of cones.
Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента зубья 3 шарошек 2 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. Разрушенная порода удаляется на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой на забой скважины через промывочные узлы 4. Благодаря выполнению вооружения долота с указанными параметрами на долоте не возникает отклоняющих усилий, и скважина сохраняет заданное направление бурения.The principle of operation of the bit is as follows. Under the action of axial load and torque, the
Таким образом, применение предложенного долота позволит повысить эффективность его работы и тем самым снизить себестоимость буровых работ.Thus, the use of the proposed bit will increase the efficiency of its work and thereby reduce the cost of drilling.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010131703/03A RU2425945C1 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Three-cone rolling drilling bit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010131703/03A RU2425945C1 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Three-cone rolling drilling bit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2425945C1 true RU2425945C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010131703/03A RU2425945C1 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Three-cone rolling drilling bit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2425945C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543823C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-03-10 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Rock drill bit |
RU2567561C1 (en) * | 2014-11-21 | 2015-11-10 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Jet nozzled rock bitroller bit |
RU2579087C1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-03-27 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Bit for jet-turbine drilling |
RU2600225C1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-10-20 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Roller reamer |
-
2010
- 2010-07-29 RU RU2010131703/03A patent/RU2425945C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
МАСЛЕННИКОВ И.К. Буровой инструмент. - М.: Недра, 1989, с.141-142, рис.2.1.63. РАБИА X. Технология бурения нефтяных скважин. - М.: Недра, 1989, с.103 абзац 3, с.106 абзацы 4-9. * |
МАСЛЕННИКОВ И.К. и др. Инструмент для бурения скважин. - М.: Недра, 1981, с.40-41. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543823C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-03-10 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Rock drill bit |
RU2600225C1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-10-20 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Roller reamer |
RU2567561C1 (en) * | 2014-11-21 | 2015-11-10 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Jet nozzled rock bitroller bit |
RU2579087C1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-03-27 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Bit for jet-turbine drilling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4393948A (en) | Rock boring bit with novel teeth and geometry | |
RU2531720C2 (en) | Hybrid drilling bit with high side front inclination angle of auxiliary backup cutters | |
US8672060B2 (en) | High shear roller cone drill bits | |
CN1755061B (en) | Roller cone drill bits with optimized bearing structure | |
US1747908A (en) | Rotary drill bit | |
RU2425945C1 (en) | Three-cone rolling drilling bit | |
NO790798L (en) | DRILL CROWN AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURE | |
BRPI0916810A2 (en) | land drilling drill | |
SE530602C2 (en) | Rock drill bit for striking drilling | |
RU2394145C1 (en) | Drilling cone bit with central flush | |
RU2427700C1 (en) | Drill cone bit | |
US7025155B1 (en) | Rock bit with channel structure for retaining cutter segments | |
CN205823175U (en) | PDC drill bit with torsion impact resistance | |
RU2390617C1 (en) | Drilling triple cone rock bit | |
US10837237B2 (en) | Roller reamer with labyrinth seal assembly | |
RU2473770C1 (en) | Drilling rock bit | |
RU2520974C1 (en) | Roller bit | |
RU2690980C1 (en) | Single-roller bit | |
RU2543824C1 (en) | Rock drill bit | |
RU2508440C1 (en) | Rolling drilling bit | |
US7540340B2 (en) | Cutting element having enhanced cutting geometry | |
WO2008006146A1 (en) | A roller reamer | |
RU2675265C1 (en) | Rolling one-cone drilling bit (versions) | |
RU2600225C1 (en) | Roller reamer | |
RU2543823C1 (en) | Rock drill bit |