RU2485277C2 - Screw borer for rotary boring of wells - Google Patents
Screw borer for rotary boring of wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485277C2 RU2485277C2 RU2011129172/03A RU2011129172A RU2485277C2 RU 2485277 C2 RU2485277 C2 RU 2485277C2 RU 2011129172/03 A RU2011129172/03 A RU 2011129172/03A RU 2011129172 A RU2011129172 A RU 2011129172A RU 2485277 C2 RU2485277 C2 RU 2485277C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutters
- pilot
- cutter
- borer
- cutting line
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции бурового инструмента для вращательного бурения неглубоких скважин в грунтах I-IV категорий буримости по нормам СНИП IV-2-82 с твердыми включениями, а также в вечномерзлых и с сезонным промерзанием грунтах.The invention relates to drilling equipment, and in particular to the design of a drilling tool for rotary drilling of shallow wells in soils of I-IV drillability categories according to SNIP IV-2-82 standards with solid inclusions, as well as in permafrost and seasonally frozen soils.
Известны бурильные инструменты для бурильных машин, работающих способом вращательного бурения, которые выпускаются Алапаевским заводом «Стройдормаш», содержащие двухзаходный лопастный корпус с забурником и установленными в нижней части лопастей режущими элементами (резцами), расположенными в одной плоскости вращения (Каталог ОАО «Бурильные машины и инструменты», ОАО «Стройдормаш», 2009 г.). Недостаток этих буров в том, что они имеют большой расход мощности, большой удельный расход твердого сплава, увод оси скважины при бурении скважин с твердыми включениями.Known boring tools for rotary drilling machines, which are produced by the Alapaevsky Stroydormash plant, containing a two-way bladed body with a bore and cutting elements (cutters) installed in the lower part of the blades located in the same plane of rotation (Catalog of Drilling Machines and Instruments ”, Stroydormash OJSC, 2009). The disadvantage of these drills is that they have a large power consumption, a large specific consumption of hard alloy, the removal of the axis of the well when drilling wells with solid inclusions.
Наиболее близким аналогом является известный бурильный инструмент из RU 2004761 С1 для вращательного бурения скважин, содержащий корпус в виде спиральных лопастей и закрепленных на них шарнирно заслонок в верхней части, соосно закрепленный в нижней части лопастей забурник и закрепленные к лопастям по радиальным линиям ступенчато с возможностью перекрытия друг друга под разными углами к вертикальной плоскости центральные резцы и периферийные резцы, установленные на образующих конуса, вершина которого расположена на оси корпуса в нижней части забурника. При этом центральные резцы расположены на образующих конуса, вершина которого расположена на оси корпуса в верхней части забурника, причем образующие конусов периферийных и центральных резцов пересекаются в месте установки ближайшего к центру периферийного резца, расположенного ниже остальных, режущие кромки центральных и периферийных резцов смещены по окружности в направлении вращения относительно радиальной линии периферийного резца, а верхний край режущей кромки забурника расположен выше режущих кромок центральных и периферийных резцов.The closest analogue is the well-known drilling tool from RU 2004761 C1 for rotary drilling of wells, comprising a casing in the form of spiral blades and pivotally mounted dampers in the upper part, a bobbin coaxially mounted in the lower part of the blades and stepwise mounted to the blades along radial lines with the possibility of overlapping each other at different angles to the vertical plane, the central incisors and peripheral incisors mounted on the generators of the cone, the apex of which is located on the axis of the body in the lower part tee picker. In this case, the central incisors are located on the generatrices of the cone, the apex of which is located on the axis of the body in the upper part of the bore, and the generators of the cones of the peripheral and central incisors intersect at the installation site of the peripheral incisor closest to the center, located below the others, the cutting edges of the central and peripheral incisors are displaced around the circumference in the direction of rotation relative to the radial line of the peripheral cutter, and the upper edge of the cutting edge of the bail is located above the cutting edges of the central and peripheral x incisors.
Недостатком этих буров является:The disadvantage of these drills is:
- отсутствие нисходящей ступенчатой скважины, что ведет к увеличению осевого давления на бур при бурении твердых пород, что соответственно приводит к быстрому износу резцов;- the absence of a downward stepped well, which leads to an increase in axial pressure on the drill while drilling hard rock, which accordingly leads to rapid wear of the cutters;
- нерациональное использование мощности бурового станка и увеличение крутящего момента на шпинделе станка;- irrational use of drilling rig power and increased torque on the spindle of the machine;
- возможность увода оси скважины от заданного значения при бурении мягких пород с твердыми включениями.- the ability to remove the axis of the well from a given value when drilling soft rocks with solid inclusions.
Однако этот бурильный инструмент обладает рядом недостатков: во-первых, крайне неблагоприятные условия работы резцов, а во-вторых, нерациональное использование мощности привода.However, this drill tool has several disadvantages: firstly, extremely unfavorable working conditions of the cutters, and secondly, the irrational use of drive power.
Технический результат заключается в том, что повышается эффективность работы бура:The technical result consists in increasing the efficiency of the drill:
- улучшение условий работы бура;- improving the working conditions of the drill;
- формирование скважины с вертикальной осью и уплотненными стенками;- formation of a well with a vertical axis and sealed walls;
- обеспечение устойчивости бура при бурении вертикальных скважин с твердыми включениями при бурении грунта с твердыми включениями, т.е. ось скважины не уходит с первоначальной настройки оси скважины в сторону.- ensuring the stability of the drill when drilling vertical wells with solid inclusions when drilling soil with solid inclusions, i.e. the axis of the well does not go from the initial adjustment of the axis of the well to the side.
Заявляется бур, состоящий из шнекового корпуса 1, в верхней части которого шарнирно закреплены заслонки 2, буровых сменных резцов 5, 6, 7, вала 8 для крепления пилота-забурника 9, отличающийся тем, что шнековый корпус 1 установлен на опорные пластины 3, в центре которых расположен вал 8 пилота-забурника 9 так, что его верхняя линия резания расположена ниже линии резания самого нижнего резца, а вершины крайних боковых резцов расположены на одном расстоянии от оси вращения и на одной высоте относительно горизонтальной плоскости, причем внутренние боковые грани резцов параллельны линии, соединяющей вершину резца с осью вращения, а опорные пластины смещены относительно друг друга на угол α.A drill is declared, consisting of a
На Фиг.1 представлен заявляемый бур для вращательного бурения скважин, где:Figure 1 presents the inventive drill for rotary drilling, where:
1 - шнековый корпус;1 - screw housing;
2 - заслонка;2 - shutter;
3 - опорная пластина;3 - base plate;
4 - карман для крепления резца;4 - pocket for mounting the cutter;
5, 6, 7 - резцы;5, 6, 7 - incisors;
8 - вал пилота-забурника;8 - shaft of the pilot-bail;
9 - пилот-забурник.9 - pilot-zaburnik.
На Фиг.2 представлена схема образования ступенчатого забоя при бурении скважины, где:Figure 2 presents a diagram of the formation of a stepped bottom while drilling a well, where:
D - диаметр буровой скважины;D is the diameter of the borehole;
d - диаметр скважины пилота-забурника;d is the borehole diameter of the pilot pilot;
h - расстояние между нижней линией резания резцов и верхней линией пилота-забурника.h is the distance between the lower cutting line of the cutters and the upper line of the pilot-bail.
На Фиг.3 представлена схема расположения резцов и расклад сил при резании грунта, где:Figure 3 presents the location of the cutters and the alignment of forces when cutting soil, where:
3 - опорные пластины;3 - base plates;
5 - боковые резцы;5 - side incisors;
6, 7 - резцы;6, 7 - incisors;
9 - пилот-забурник.9 - pilot-zaburnik.
Заявляемые технические результаты достигаются следующим образом.The claimed technical results are achieved as follows.
С целью обеспечения устойчивости бура при бурении вертикальных скважин с твердыми включениями и формирования скважины с вертикальной осью и уплотненными стенками пилот-забурник 9 установлен таким образом, что его верхняя линия резания расположена ниже линии резания самого нижнего резца, а вершины крайних боковых резцов расположены на одном расстоянии от оси вращения и на одной высоте относительно горизонтальной плоскости, причем внутренние боковые грани резцов параллельны линии, соединяющей вершину резца с осью вращения, при этом внутренние боковые грани режут грунт и отбрасывают его внутрь скважины, а наружные грани режут грунт и отбрасывают его на стенку скважины, уплотняя ее. На Фиг.2 видно, как это происходит. Верхняя линия резания пилота-забурника располагается ниже нижней линии резания резцов. При вращении бура резец, соприкасаясь с грунтом, превращает вращающий момент шпинделя в усилие резания Р и P1, которые раскладываются на две составляющие силы: силы N и N1, которые срезают слой грунта. Сила N1 вдавливает в боковую стенку скважины, а сила N отбрасывает срезанный слой грунта внутрь на лопасти шнекового корпуса 1. Силы Q и Q1 участвуют в истирании резцов при работе бура и равны Q=f×P, Q1=f×P1. Опорные пластины 3 смещены относительно друг друга на угол α так, чтобы обеспечить максимальный проход разрушенного грунта между стенками скважины и пластинами. Разрушенный грунт, подпираемый вновь разрушаемым грунтом, выдавливается вверх на лопасти корпуса 1 и транспортируется ими в пространство над заслонками 2. Для того чтобы подъем грунта производился при малом осевом давлении бура, необходимо обеспечить наиболее проходную площадь для грунта, которую перекрывают опорные пластины. Поэтому опорные пластины 3 установлены так, чтобы обеспечить минимальный коэффициент перекрытия площади скважины К=Fпластины/Fскважины≤0,5. После проходки бура на определенную глубину бур поднимают на поверхность вместе с разрушенным грунтом, просыпаться которому препятствуют заслонки 2.In order to ensure the stability of the drill during drilling of vertical wells with solid inclusions and the formation of a well with a vertical axis and compacted walls, the
С целью улучшения внедрения бура в грунт сменные резцы 5, 6, 7 установлены по ступенчатой схеме под определенным углом к плоскости вращения, причем режущая кромка резца имеет оптимальный режим работы для данного твердого сплава. Причем крайние резцы на одной из опорных пластин 3 расположены на оси вращения для формирования диаметра скважин, а другие резцы расположены с возможностью рыхления грунта по следующей схеме: сначала рыхлят грунт резцы, расположенные ближе к оси вращения, затем следующие и так до перекрытия всей площади скважины. При встрече пилота-забурника 9 с твердыми включениями он поднимается, но не выходит из своей опережающей скважины, что позволяет буру оставаться на своей вертикальной оси. В дальнейшем забурник 9 либо разбуривает твердое включение, либо вдавливает его вбок в более мягкую породу, где его выдадут на шнековые лопасти резцы.In order to improve the penetration of the drill into the soil,
Заявляемое техническое решение позволяет получить повышение эксплуатационных характеристик, улучшить условия работы бура, формировать скважины с вертикальной осью и уплотненными стенками, а также обеспечить устойчивость бура при бурении грунта с твердыми включениями.The claimed technical solution allows to obtain an increase in operational characteristics, improve the working conditions of the drill, to form wells with a vertical axis and sealed walls, as well as to ensure the stability of the drill when drilling soil with solid inclusions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129172/03A RU2485277C2 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Screw borer for rotary boring of wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129172/03A RU2485277C2 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Screw borer for rotary boring of wells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011129172A RU2011129172A (en) | 2013-01-20 |
RU2485277C2 true RU2485277C2 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011129172/03A RU2485277C2 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Screw borer for rotary boring of wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2485277C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU254431A1 (en) * | А. А. Алейников, Ю. М. Буторин , Г. В. Чумаков | DRILLING DRILL | ||
RU2004761C1 (en) * | 1991-06-14 | 1993-12-15 | Алапаевский завод "Стройдормаш" | Drilling tool for borehole rotary drilling |
US20060000647A1 (en) * | 2002-06-27 | 2006-01-05 | Good Earth Tools, Inc. | Hollow auger head assembly |
RU2298636C1 (en) * | 2005-08-25 | 2007-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Drill head for short hole drilling in frozen ground |
RU84064U1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод Инструмента Строительной Техники" | DRILL BODY DEVICE |
-
2011
- 2011-07-13 RU RU2011129172/03A patent/RU2485277C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU254431A1 (en) * | А. А. Алейников, Ю. М. Буторин , Г. В. Чумаков | DRILLING DRILL | ||
RU2004761C1 (en) * | 1991-06-14 | 1993-12-15 | Алапаевский завод "Стройдормаш" | Drilling tool for borehole rotary drilling |
US20060000647A1 (en) * | 2002-06-27 | 2006-01-05 | Good Earth Tools, Inc. | Hollow auger head assembly |
RU2298636C1 (en) * | 2005-08-25 | 2007-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Drill head for short hole drilling in frozen ground |
RU84064U1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод Инструмента Строительной Техники" | DRILL BODY DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011129172A (en) | 2013-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2725215A (en) | Rotary rock drilling tool | |
CN105507817B (en) | The hybrid bit of old slot structure is followed with anti-drill bit | |
JPH02197691A (en) | Kerf cutting method and apparatus to improve excavation speed | |
MX2011005858A (en) | Hybrid drill bit with secondary backup cutters positioned with high side rake angles. | |
CN104453841B (en) | Drilling energy-saving acceleration navigation optimizing method | |
EP2692982A8 (en) | Near-bit borehole opener tool and method of reaming | |
US9470048B1 (en) | Bidirectional stabilizer with impact arrestors | |
CN102852462A (en) | Composite inserted tooth blade type diamond comprehensive drill bit | |
CN206000471U (en) | A kind of preventing sticking PDC drill bit | |
US2320610A (en) | Drill bit | |
CN102041968A (en) | Large-diameter drill suitable for forming hole in mud cemented boulder-gravel formation | |
RU2485277C2 (en) | Screw borer for rotary boring of wells | |
CN210239597U (en) | Rock breaking drill bit for cast-in-situ bored pile | |
RU111183U1 (en) | SCREW DRILL FOR ROTARY DRILLING OF WELLS | |
NO20121207A1 (en) | BORE KRONE | |
CN210122902U (en) | Soft stratum drifting and reaming tool | |
EP2142748A1 (en) | Rotary drill bit with improved steerability and reduced wear | |
CN202338204U (en) | Directional spiral bit special for gravel soil | |
US2731237A (en) | Combination earth auger with rock drilling point | |
US10458184B2 (en) | Ground processing tool and a method for creating a borehole in the ground | |
RU116889U1 (en) | Rock Drill | |
RU2410521C1 (en) | Rock destruction tool | |
SU1442627A1 (en) | Apparatus for drilling square holes | |
RU2435927C1 (en) | Core drilling bit | |
CN101666210A (en) | Reamer bit of bored well |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140714 |