RU2442875C1 - Bore bit with hydrodefrostation - Google Patents

Bore bit with hydrodefrostation Download PDF

Info

Publication number
RU2442875C1
RU2442875C1 RU2010141388/03A RU2010141388A RU2442875C1 RU 2442875 C1 RU2442875 C1 RU 2442875C1 RU 2010141388/03 A RU2010141388/03 A RU 2010141388/03A RU 2010141388 A RU2010141388 A RU 2010141388A RU 2442875 C1 RU2442875 C1 RU 2442875C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shank
sleeve
bushing
crown
hydraulic
Prior art date
Application number
RU2010141388/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Митрофанович Панин (RU)
Николай Митрофанович Панин
Ольга Викторовна Парамонова (RU)
Ольга Викторовна Парамонова
Мирослав Валентинович Шлапак (RU)
Мирослав Валентинович Шлапак
Андриан Андрианович Малышев (RU)
Андриан Андрианович Малышев
Андрей Валерьевич Дроздов (RU)
Андрей Валерьевич Дроздов
Original Assignee
Николай Митрофанович Панин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Митрофанович Панин filed Critical Николай Митрофанович Панин
Priority to RU2010141388/03A priority Critical patent/RU2442875C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442875C1 publication Critical patent/RU2442875C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: drilling equipment.
SUBSTANCE: the invention relates to drilling equipment used to drill wells and holes with hydraulic defrostation of frozen rocks. The suggested bore bit comprises a hollow frame with an operating head reinforced with hard-alloy plates, a shank with connector and flushing ports in the operating head and in the shank. The suggested bore bit is peculiar because of a spring bushing installed within the frame, the bushing has radial bores and a guide assembly which ensures that the radial bores of the shank are adjusted with the bushing when the bore bit is switched to hydrodefrostation mode. Furthermore, the frame bore has a ledge, while the spring is installed between the frame ledge and the bottom of the bushing. The bore bit guide assembly is a spline joint of the bushing and the shank, or a rod on the bushing exterior, which is positioned in a slot inside the shank. The bore bit is also fitted with the stop limit for the spring bushing, which is a threaded bushing installed in the shank cavity with back threading, or is a rod connected with the frame shank.
EFFECT: expanded application field, increased effectiveness of the bore bit with hydrodefrostation, considerably facilitated bore bit switch from operating mode to hydrodefrostation mode.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин и шпуров при гидравлическом оттаивании мерзлых пород.The invention relates to a rock cutting tool used in drilling wells and holes in the hydraulic thawing of frozen rocks.

Известна коронка для бурения скважин, содержащая корпус с твердосплавными рабочими элементами и хвостовик с резьбой и сегментными выточками на наружной поверхности, расположенными на диаметрально противоположные сторонах хвостовика (см. авт. св. СССР №316846, кл. E21B 10/36, 1971 г.).A well-known crown for drilling wells, comprising a housing with carbide working elements and a shank with thread and segmented recesses on the outer surface located on diametrically opposite sides of the shank (see ed. St. USSR No. 316884, class E21B 10/36, 1971 )

К недостаткам данной коронки следует отнести значительные потери очистного агента из-за невозможности надежной герметизации зазора между контактирующими торцами корпуса коронки и присоединительной буровой штанги.The disadvantages of this crown include significant losses of the cleaning agent due to the impossibility of reliable sealing of the gap between the contacting ends of the crown body and the connecting drill rod.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения с гидрооттайкой, содержащая полый корпус с рабочей головкой, армированной твердосплавными пластинами, хвостовиком с присоединительным узлом и промывочными каналами в рабочей головке и хвостовике (см. авт. св. СССР №693001, кл. E21B 10/36, 1979 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a drilling crown with hydraulic defrosting, containing a hollow body with a working head reinforced with carbide plates, a shank with a connecting unit and flushing channels in the working head and shank (see ed. St. USSR No. 693001, class E21B 10/36, 1979).

Недостатком прототипа является малая надежность и низкая эффективность при работе в режиме гидрооттайки вечномерзлых грунтов, а также технологическая сложность перевода коронки в режим гидрооттайки. Связано это с тем, что как и в аналоге сложно обеспечить герметизацию узла контакта корпуса с бурильной колонной, а из-за этого неизбежны значительные потери очистного агента. Сложность перевода коронки в режим гидрооттайки связана с необходимостью создания значительного осевого усилия для отвинчивании бурильной колонны от хвостовика. Этот недостаток усугубляется при работе в неоднородных породах, что особенно характерно для грунтов в зоне вечной мерзлоты. Еще одним недостатком коронки является резьбовое соединение бурильной колонны с хвостовиком, что не всегда оправдано, т.к в целом ряде случаев коническое соединение коронки с бурильной колонной является более эффективным, в частности при бурении ударно-вращательным способом. Это ограничивает область применения коронки.The disadvantage of the prototype is the low reliability and low efficiency when working in the regime of hydraulic defrosting of permafrost soils, as well as the technological complexity of transferring the crown to the regime of hydraulic defrosting. This is due to the fact that, as in the analogue, it is difficult to provide sealing of the housing contact node with the drill string, and because of this, significant losses of the cleaning agent are inevitable. The difficulty of transferring the crown to the hydraulic defrosting mode is associated with the need to create significant axial force to unscrew the drill string from the shank. This disadvantage is exacerbated when working in heterogeneous rocks, which is especially characteristic of soils in the permafrost zone. Another drawback of the crown is the threaded connection of the drill string with the shank, which is not always justified, because in a number of cases the conical connection of the drill string and the drill string is more effective, in particular when drilling by rotary shock. This limits the scope of the crown.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки с гидрооттайкой, упрощение перевода коронки в этот режим и расширение области ее применения.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the crown with hydraulic defrosting, simplifying the translation of the crown in this mode and expanding its scope.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для бурения скважин с гидрооттайкой, содержащей полый корпус с рабочей головкой, армированной твердосплавными пластинами, хвостовиком с присоединительным узлом и промывочными каналами в рабочей головке и хвостовике, согласно изобретению она снабжена размещенной в полости корпуса подпружиненной втулкой с радиальными каналами и направляющим узлом, обеспечивающим совмещение радиальных каналов хвостовика и втулки при переводе коронки в режим гидрооттайки, при этом канал корпуса выполнен с уступом, а пружина установлена между уступом в канале корпуса и нижним торцом втулки.The specified technical result is achieved by the fact that in the crown for drilling wells with hydraulic defrosting, containing a hollow body with a working head reinforced with carbide plates, a shank with a connecting unit and flushing channels in the working head and shank, according to the invention it is equipped with a spring-loaded sleeve with radial channels and a guide assembly that ensures the alignment of the radial channels of the shank and the sleeve when the crown is switched to the hydraulic defrost mode, while the channel Pusa formed with a ledge, and a spring mounted between a shoulder in the housing channel and the lower end of the sleeve.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:The achievement of the specified technical result also contributes to the fact that:

- направляющий узел выполнен в виде шлицевого соединения втулки с хвостовиком;- the guide node is made in the form of a spline connection of the sleeve with the shank;

- направляющий узел выполнен в виде стержня на наружной поверхности втулки и паза под стержень на внутренней поверхности хвостовика;- the guide node is made in the form of a rod on the outer surface of the sleeve and a groove under the rod on the inner surface of the shank;

- коронка снабжена ограничителем хода втулки;- the crown is equipped with a sleeve stroke limiter;

- ограничитель хода втулки выполнен в виде резьбовой втулки, размещенной в полости хвостовика, выполненного с ответной резьбой;- the stroke limiter of the sleeve is made in the form of a threaded sleeve located in the cavity of the shank, made with a mating thread;

- ограничитель хода втулки выполнен в виде стержня, соединенного с хвостовиком корпуса и выступающего за его внутренний диаметр.- the stroke limiter of the sleeve is made in the form of a rod connected to the shank of the housing and protruding beyond its inner diameter.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает коронку в рабочем положении, фиг.2 - то же в процессе инъекции теплоносителя в мерзлый грунт (в процессе гидрооттайки); на фиг.3 - вариант выполнения направляющего узла.The invention is illustrated by drawings, in which figure 1 depicts the crown in the working position, figure 2 - the same in the process of injection of coolant into frozen soil (in the process of water defrosting); figure 3 is an embodiment of a guide assembly.

Буровая коронка содержит полый корпус 1 с рабочей головкой 2, армированной твердосплавными пластинами 3, хвостовиком 4 с узлом для соединения с бурильной колонной 5 и промывочными каналами 6 и 7 в рабочей головке 2 и хвостовике 4. Коронка снабжена размещенной в полости 8 корпуса 1 подпружиненной втулкой 9 с радиальными каналами 10 и направляющим узлом, обеспечивающим совмещение радиальных каналов 7 и 10 хвостовика 4 и втулки 9 при переводе коронки в режим гидрооттайки. При этом канал 8 корпуса 1 выполнен с уступом 11 под пружину сжатия 12, установленной между уступом 11 и нижним торцом втулки 9. Направляющий узел коронки может быть выполнен в виде шлицевого соединения втулки 9 с хвостовиком 4; где выступы 15 одного элемента входят во впадины 16 другого элемента. Предусмотрен вариант выполнения направляющего узла в виде стержня 18 на наружной поверхности втулки 9 и паза 19 под стержень 18 на внутренней поверхности хвостовика коронки, причем стержень выступает за его внутренний диаметр и взаимодействует с верхним торцом втулки 9 при нахождении коронки в режиме гидрооттайки.The drill bit contains a hollow body 1 with a working head 2, reinforced with carbide plates 3, a shank 4 with a node for connection with a drill string 5 and flushing channels 6 and 7 in the working head 2 and shank 4. The crown is equipped with a spring loaded sleeve located in the cavity 8 of the housing 1 9 with radial channels 10 and a guide assembly that ensures the alignment of the radial channels 7 and 10 of the shank 4 and sleeve 9 when the crown is put into hydraulic defrosting mode. The channel 8 of the housing 1 is made with a step 11 under the compression spring 12 installed between the step 11 and the lower end of the sleeve 9. The guide node of the crown can be made in the form of a spline connection of the sleeve 9 with the shank 4; where the protrusions 15 of one element enter the troughs 16 of the other element. An embodiment of the guide assembly in the form of a rod 18 on the outer surface of the sleeve 9 and a groove 19 under the rod 18 on the inner surface of the shank of the crown is provided, the rod protruding beyond its inner diameter and interacting with the upper end of the sleeve 9 when the crown is in the hydraulic defrost mode.

Для гарантированного совмещения радиальных каналов 7 и 10 соответственно хвостовика 4 и втулки 9 коронка снабжена ограничителем хода втулки 9. Ограничитель хода может быть выполнен в виде резьбовой втулки 14, размещенной в полости хвостовика 4, выполненной с ответной резьбой, или в виде стержня 13, соединенного с хвостовиком корпуса 1. Для герметизации зазора между хвостовиком 4 корпуса 1 и втулкой 9 используются уплотнительные кольца 17.For guaranteed combination of radial channels 7 and 10, respectively, of the shank 4 and the sleeve 9, the crown is equipped with a stroke limiter of the sleeve 9. The stroke limiter can be made in the form of a threaded sleeve 14 placed in the cavity of the shank 4, made with a mating thread, or in the form of a rod 13 connected with the shank of the housing 1. To seal the gap between the shank 4 of the housing 1 and the sleeve 9, O-rings 17 are used.

В процессе бурения промывочная жидкость по внутреннему каналу бурильной колонны 5 поступает в центральный канал 8 коронки и через промывочные каналы 6 направляется в призабойную зону скважины. В это время втулка 9 за счет перепада давления, создаваемого разностью поперечных сечений каналов 6 и 8, находится в крайнем нижнем положении и ее радиальные каналы 10 смещены относительно радиальных каналов 7 хвостовика 4 и жидкость через них не поступает на забой, что обеспечивается уплотнительными кольцами 17.In the process of drilling, the flushing fluid through the internal channel of the drill string 5 enters the central channel 8 of the crown and through the flushing channels 6 is directed to the bottomhole zone of the well. At this time, the sleeve 9 due to the pressure difference created by the difference in the cross-sections of the channels 6 and 8, is in the lowest position and its radial channels 10 are displaced relative to the radial channels 7 of the shank 4 and the liquid does not enter the bottom through them, which is provided by the sealing rings 17 .

По окончании процесса бурения бурильная колонна отсоединяется от вертлюга бурового станка и к ней подводится вода-теплоноситель для продолжительной инъекции в мерзлые породы, причем теплоноситель подается через трубы с меньшим давлением. Это давление должно быть меньше усилия пружины 12. Благодаря этому пружина 12 отжимает втулку 9 в крайнее верхнее положение, которое задается ограничителями 13 и 14. В этом положении радиальные каналы 7 и 10 хвостовика 4 втулки 10 совпадают по высоте, а совмещение каналов 7 и 10 по окружности обеспечивается шлицевым соединением хвостовика 4 и втулки 9. В результате совмещения каналов 7 и 10 вода-теплоноситель подается из полости бурильной колонны 5 через каналы 7 и 10 в грунт для гидрооттайки пород. Следует особо отметить, что перевод коронки из рабочего положения в режим гидрооттайки осуществляется автоматически, без приложения крутящего момента. Это позволяет использовать конусное соединение коронки с буровой штангой, что обеспечивает, с одной, стороны высокую герметичность соединения, а с другой стороны, - расширяет и область применения буровой коронки, например позволяет применять коронку с погружными ударными механизмами, такими как гидро- и пневмоударники. Применение погружных механизмов в ряде случаев позволяет значительно повысить технико-экономические показатели бурения.At the end of the drilling process, the drill string is disconnected from the swivel of the drilling rig and water-coolant is supplied to it for continuous injection into frozen rocks, and the coolant is supplied through pipes with lower pressure. This pressure should be less than the force of the spring 12. Due to this, the spring 12 pushes the sleeve 9 to its highest position, which is set by the stops 13 and 14. In this position, the radial channels 7 and 10 of the shank 4 of the sleeve 10 coincide in height, and the combination of channels 7 and 10 around the circumference is provided by a spline connection of the shank 4 and the sleeve 9. As a result of combining the channels 7 and 10, water-coolant is supplied from the cavity of the drill string 5 through channels 7 and 10 into the ground for hydraulic defrosting of rocks. It should be specially noted that the crown is transferred from the working position to the hydraulic defrosting mode automatically, without applying torque. This allows you to use a conical connection of the crown with the drill rod, which provides, on the one hand, high tightness of the connection, and on the other hand, expands the scope of the drill bit, for example, allows you to use the crown with submersible percussion mechanisms, such as hydraulic and hammer. The use of submersible mechanisms in some cases can significantly improve the technical and economic performance of drilling.

Такое выполнение коронки расширяет область ее применения, повышает эффективность работы коронки с гидрооттайкой, расширяет область ее применения и значительно упрощает перевод коронки из одного режима работы в другой.This embodiment of the crown expands the scope of its application, increases the efficiency of the crown with hydraulic defrosting, expands the scope of its application and greatly simplifies the transfer of the crown from one operating mode to another.

Claims (6)

1. Коронка для бурения с гидрооттайкой, содержащая полый корпус с рабочей головкой, армированной твердосплавными пластинами, хвостовиком с присоединительным узлом и промывочными каналами в рабочей головке и хвостовике, отличающаяся тем, что она снабжена размещенной в полости корпуса подпружиненной втулкой с радиальными каналами и направляющим узлом, обеспечивающим совмещение радиальных каналов хвостовика и втулки при переводе коронки в режим гидрооттайки, при этом канал корпуса выполнен с уступом, а пружина установлена между уступом в канале корпуса и нижним торцом втулки.1. A crown for drilling with hydraulic defrosting, comprising a hollow body with a working head reinforced with carbide inserts, a shank with a connecting unit and flushing channels in the working head and shank, characterized in that it is equipped with a spring-loaded sleeve with radial channels and a guiding unit located in the body cavity ensuring the combination of the radial channels of the shank and the sleeve when transferring the crown to the hydraulic defrost mode, while the channel of the housing is made with a ledge, and the spring is installed between the ledge housing bore and the lower end of the sleeve. 2. Коронка для бурения с гидрооттайкой по п.1, отличающаяся тем, что направляющий узел выполнен в виде шлицевого соединения втулки с хвостовиком.2. The crown for drilling with hydraulic defrost according to claim 1, characterized in that the guide assembly is made in the form of a spline connection of the sleeve with the shank. 3. Коронка для бурения с гидрооттайкой по п.1, отличающаяся тем, что направляющий узел выполнен в виде стержня на наружной поверхности втулки и паза под стержень на внутренней поверхности хвостовика.3. The crown for drilling with hydraulic defrosting according to claim 1, characterized in that the guide assembly is made in the form of a rod on the outer surface of the sleeve and a groove for the rod on the inner surface of the shank. 4. Коронка для бурения с гидрооттайкой по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена ограничителем хода втулки.4. The crown for drilling with hydraulic defrost according to claim 1, characterized in that it is equipped with a stroke limiter of the sleeve. 5. Коронка для бурения с гидрооттайкой по п.4, отличающаяся тем, что ограничитель хода втулки выполнен в виде резьбовой втулки, размещенной в полости хвостовика, выполненной с ответной резьбой.5. The crown for drilling with hydraulic defrosting according to claim 4, characterized in that the stroke limiter of the sleeve is made in the form of a threaded sleeve placed in the cavity of the shank, made with a mating thread. 6. Коронка для бурения с гидрооттайкой по п.4, отличающаяся тем, что ограничитель хода втулки выполнен в виде стержня, соединенного с хвостовиком корпуса и выступающего за его внутренний диаметр. 6. The crown for drilling with hydraulic defrost according to claim 4, characterized in that the stroke limiter of the sleeve is made in the form of a rod connected to the shank of the housing and protruding beyond its inner diameter.
RU2010141388/03A 2010-10-11 2010-10-11 Bore bit with hydrodefrostation RU2442875C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141388/03A RU2442875C1 (en) 2010-10-11 2010-10-11 Bore bit with hydrodefrostation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141388/03A RU2442875C1 (en) 2010-10-11 2010-10-11 Bore bit with hydrodefrostation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2442875C1 true RU2442875C1 (en) 2012-02-20

Family

ID=45854631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010141388/03A RU2442875C1 (en) 2010-10-11 2010-10-11 Bore bit with hydrodefrostation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442875C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU316846A1 (en) * П. И. Федотов , И. П. Чеботков CROWN FOR DRILLING WELLS IN COAL EMISSIONS
US3163244A (en) * 1961-05-19 1964-12-29 Ingersoll Rand Co Rock drill bit having non-aligned cutting members
SU693001A1 (en) * 1977-10-25 1979-10-25 Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов Crown bit with hydraulic thawing
SU855179A1 (en) * 1978-12-19 1981-08-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов Bit for drilling with hydraulic thawing
SU1609934A1 (en) * 1988-12-30 1990-11-30 В.Л.Гой Borehole drilling device
RU2068067C1 (en) * 1991-06-28 1996-10-20 Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (ВНИИ-1) Device for hole drilling and installation of polymer well points
UA20456U (en) * 2006-08-14 2007-01-15 Kyiv Polytechnical Institute Hydro-percussion unit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU316846A1 (en) * П. И. Федотов , И. П. Чеботков CROWN FOR DRILLING WELLS IN COAL EMISSIONS
US3163244A (en) * 1961-05-19 1964-12-29 Ingersoll Rand Co Rock drill bit having non-aligned cutting members
SU693001A1 (en) * 1977-10-25 1979-10-25 Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов Crown bit with hydraulic thawing
SU855179A1 (en) * 1978-12-19 1981-08-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов Bit for drilling with hydraulic thawing
SU1609934A1 (en) * 1988-12-30 1990-11-30 В.Л.Гой Borehole drilling device
RU2068067C1 (en) * 1991-06-28 1996-10-20 Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (ВНИИ-1) Device for hole drilling and installation of polymer well points
UA20456U (en) * 2006-08-14 2007-01-15 Kyiv Polytechnical Institute Hydro-percussion unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2774457C (en) Drilling apparatus
RU2468177C2 (en) Boring bit for percussive drilling of rock and method of its manufacturing
US9249632B2 (en) Vibration damper
US20110209919A1 (en) Pressurized fluid flow system for a normal circulation hammer and hammer thereof
US8893827B2 (en) Drilling apparatus
US2708105A (en) Combination core and plug bit
US10316586B1 (en) Pressurized fluid flow system for a DTH hammer and normal circulation hammer thereof
AU2017377092B2 (en) Pressurised fluid flow system for a DTH hammer and normal circulation hammer based on same
KR20150053921A (en) Pressurized fluid flow system including multiple working chambers for a down-the-hole hammer drill and normal- and reverse-circulation down-the-hole hammer drills comprising said system
CN104160105B (en) Reverse circulation drill bit assembly
RU2441130C2 (en) Hydraulic calibrator-centraliser
US5207283A (en) Reversible bit bearing
CN111577182A (en) Deep sea hard rock efficient rope coring system and coring drilling method thereof
RU2442875C1 (en) Bore bit with hydrodefrostation
CN115522881B (en) Constant-pressure constant-torsion drilling tool
RU2663856C1 (en) Casing string drilling tool joint assembly
CN209083230U (en) A kind of pair goes out to position quick inserted joint pipe
RU2190747C1 (en) Twin drill stem
RU2190745C1 (en) Twin drill stem
CN213807592U (en) Casing section mills with righting instrument
RU2262578C1 (en) Device for well drilling in incompetent and decayed rock along with well casing
RU2802985C1 (en) Well reamer
RU2772031C1 (en) Hydraulic borehole expander
RU2562635C1 (en) Hydraulic and mechanical centraliser with changeable geometry of aligning elements
CN104695872A (en) Multilayer drill pipe structure of pneumatic down-hole hammer