RU2462578C1

RU2462578C1 - Drilling bit

Info

Publication number: RU2462578C1
Application number: RU2011116975/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Сорокин (RU); Владимир Федорович Сорокин; Виктор Михайлович Кононов (RU); Виктор Михайлович Кононов; Анатолий Михайлович Чувилин (RU); Анатолий Михайлович Чувилин; Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; Николай Васильевич Носов (RU); Николай Васильевич Носов
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2012-09-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: drilling bit includes bit blank with slots on the end, in each of them there installed is a group of carbide-cutting tools including main cutting tools, well-forming and core-forming cutting tools. Cutting tools of each group are bow-shaped in vertical and horizontal planes. Cutting tools of one group are faced with their convex surface to well axis and cutting tools of the other group - to well walls, at that main cutting tools of one group are installed covering gaps between main cutting tools of neighbouring group.

EFFECT: improving drilling bit operating efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, предназначенным для разрушения, преимущественно абразивных и перемежающихся по твердости пород.The invention relates to a rock cutting tool, namely to drill bits intended for destruction, mainly abrasive and alternating in hardness of rocks.

Известна буровая коронка, включающая корпус с породоразрушающими вставками, состоящими из опорной пластины, основных, керно- и скважинообразующих резцов со ступенчатым расположением и со смещением основных и керно- и скважинообразующих резцов в радиальной плоскости (см. авт.св. СССР №530941, кл. E21B 10/02, 1976 г.).A drill bit is known that includes a body with rock cutting inserts consisting of a base plate, core, core and borehole cutters with a stepwise arrangement and with a shift of the core and core and borehole cutters in the radial plane (see ed. St. USSR No. 530941, class E21B 10/02, 1976).

К недостаткам данной коронки следует отнести сложность монтажа вставок в гнездах корпуса, что неминуемо снижает качество изделий и снижает их технико-экономические показатели.The disadvantages of this crown include the difficulty of mounting the inserts in the housings, which inevitably reduces the quality of the products and reduces their technical and economic indicators.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая короночное кольцо с присоединительной резьбой и пазами на торце, в каждом из которых закреплены основные, керно- и скважинообразующие твердосплавные резцы (см. Корнилов Н.И., Коган Д.И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1979 г., с.168-170).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit containing a core ring with a connecting thread and grooves at the end, in each of which the main, core and bore-forming carbide cutters are fixed (see Kornilov N.I., Kogan D. I. et al. Rock-cutting tool for exploration wells. M: Nedra, 1979, p.168-170).

Недостатком этой коронки является малая эффективность из-за не оптимальной схемы использования ресурса твердосплавных пластин.The disadvantage of this crown is its low efficiency due to the not optimal scheme for using the resource of carbide inserts.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки за счет увеличения проходки и скорости бурения.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the crown by increasing the penetration and drilling speed.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей короночное кольцо с присоединительной резьбой и пазами на торце, в каждом из которых закреплены основные, керно- и скважинообразующие твердосплавные резцы, согласно изобретению резцы каждой группы выполнены дугообразной формы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом резцы одной группы обращены выпуклой поверхностью в сторону оси скважины, а резцы другой группы - в сторону стенок скважины.The specified technical result is achieved in that in a drill bit containing a core ring with a connecting thread and grooves at the end, in each of which the main, core and bore-forming carbide cutters are fixed, according to the invention, the cutters of each group are made in an arcuate shape in the vertical and horizontal planes, while the cutters of one group face a convex surface towards the axis of the well, and the cutters of the other group toward the side of the well.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что основные резцы одной группы установлены с перекрытием промежутков между резцами соседней группы.The task is also facilitated by the fact that the main incisors of one group are installed with overlapping gaps between the incisors of the neighboring group.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки в разрезе, на фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца.The invention is illustrated by drawings, in which figure 1 depicts a General view of the crown in section, figure 2 is a view of the crown from the side of the working end.

Буровая коронка включает короночное кольцо 1 с присоединительной резьбой 2 и радиальными пазами 3 на торце, в каждом из которых закреплена группа твердосплавных резцов, имеющих дугообразную форму как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях. Каждая группа включает основные 4, скважино- и кернообразующие резцы 5 и 6 соответственно, причем резцы одной группы обращены выпуклой поверхностью в сторону оси скважины, а резцы смежной группы - в сторону стенок скважины. При этом скважино- и кернообразующие резцы 5 и 6 во всех группах установлены одинаково, а основные резцы 4 одной группы установлены с перекрытием промежутков между основными резцами 4 соседней группы, т.е. со смещением резцов одной группы относительно резцов другой группы. Этим обеспечивается поражение забоя по всей кольцевой поверхности забоя. Достигается это как за счет использования основных резцов 4 различной толщины, так и за счет использования прокладок 7 между ними разной толщины. В ряде случаев перекрытие промежутков между резцами 4 может быть достигнуто применением в группах разного количества основных резцов.The drill bit includes a core ring 1 with a connecting thread 2 and radial grooves 3 at the end, in each of which is fixed a group of carbide cutters having an arcuate shape in both vertical and horizontal planes. Each group includes the main 4, borehole and core-forming cutters 5 and 6, respectively, with the cutters of one group facing a convex surface towards the axis of the borehole, and the cutters of an adjacent group toward the side of the borehole. In this case, borehole and core-forming incisors 5 and 6 in all groups are installed identically, and the main incisors 4 of one group are installed with overlapping gaps between the main incisors 4 of the neighboring group, i.e. with the displacement of the incisors of one group relative to the incisors of another group. This ensures the defeat of the face along the entire annular surface of the face. This is achieved both through the use of the main cutters 4 of different thicknesses, and through the use of gaskets 7 between them of different thicknesses. In some cases, the overlapping of the gaps between the incisors 4 can be achieved by using groups of different numbers of main incisors.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента твердосплавные пластины 4, 5 и 6 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой на забой скважины через бурильную колонну и корпус 1 коронки. Благодаря диаметрально противоположной ориентировке выпуклых участков резцов смежных групп разрушение породы осуществляется путем приложения усилия к породе под разными углами, что значительно эффективнее по сравнению с односторонним воздействием резцов на породу. При этом дугообразное выполнение резцов 4, 5 и 6 исключает радиальное их смещение относительно других резцов той же группы благодаря тому, что контактная поверхность их с припоем, служащим прокладкой 7 (при изготовлении коронок методом пайки или окунания), в несколько раз больше по сравнению с прототипом. Это практически исключает выпадение резцов и положительно влияет на стойкость коронки и тем самым способствует росту проходки на коронку. Дугообразное выполнение резцов в вертикальной плоскости обеспечивает их самозатачивание благодаря воздействию на породу разными группами резцов с противоположной ориентацией их выпуклой поверхности под разными углами. Причем самозатачивание резцов происходит как со стороны торца, т.е. по высоте, так и со стороны боковых поверхностей, что повышает и калибрующую способность резцов. Кроме того, самозатачивание резцов снижает энергоемкость процесса разрушения породы и повышает механическую скорость бурения.The principle of operation of the crown is as follows. Under the action of axial load and torque, carbide inserts 4, 5 and 6 penetrate into the rock and destroy it. The destroyed rock is carried to the surface by flushing fluid supplied to the bottom of the well through the drill string and crown body 1. Due to the diametrically opposite orientation of the convex sections of the incisors of adjacent groups, the destruction of the rock is carried out by applying forces to the rock at different angles, which is much more effective compared to the unilateral impact of the incisors on the rock. In this case, the arched execution of the cutters 4, 5 and 6 eliminates their radial displacement relative to other cutters of the same group due to the fact that their contact surface with solder serving as a spacer 7 (in the manufacture of crowns by soldering or dipping) is several times larger than prototype. This virtually eliminates the loss of incisors and positively affects the resistance of the crown and thereby contributes to the growth of penetration to the crown. The arched execution of the incisors in the vertical plane ensures their self-sharpening due to the impact on the rock by different groups of incisors with the opposite orientation of their convex surface at different angles. Moreover, the self-sharpening of the incisors occurs both from the side of the end, i.e. in height and on the side of the side surfaces, which increases the calibrating ability of the incisors. In addition, the self-sharpening of the cutters reduces the energy consumption of the rock destruction process and increases the mechanical drilling speed.

Таким образом, предложенные форма выполнения твердосплавных пластин и схема их расположения обеспечивают надежность их крепления и уменьшение энергоемкости процесса разрушения породы. В целом это увеличивает эффективность работы буровой коронки.Thus, the proposed form of execution of carbide inserts and the layout of their location ensure the reliability of their fastening and reduce the energy intensity of the process of destruction of the rock. In general, this increases the efficiency of the drill bit.

Claims

1. A drill bit containing a core ring with a connecting thread and grooves at the end, in each of which are fixed main, core and bore-forming carbide cutters, characterized in that the cutters of each group are made in an arcuate shape in the vertical and horizontal planes, while the cutters are one the groups face with a convex surface towards the axis of the well, and the cutters of the other group toward the side of the well.

2. The drill bit according to claim 1, characterized in that the main incisors of one group are installed with overlapping gaps between the incisors of the neighboring group.