RU2509199C2 - Drill bit with washing units - Google Patents

Drill bit with washing units Download PDF

Info

Publication number
RU2509199C2
RU2509199C2 RU2012124871/03A RU2012124871A RU2509199C2 RU 2509199 C2 RU2509199 C2 RU 2509199C2 RU 2012124871/03 A RU2012124871/03 A RU 2012124871/03A RU 2012124871 A RU2012124871 A RU 2012124871A RU 2509199 C2 RU2509199 C2 RU 2509199C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
drill bit
protective sleeve
ring
thread
Prior art date
Application number
RU2012124871/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012124871A (en
Inventor
Родион Михайлович Богомолов
Сергей Михайлович Крылов
Алексей Михайлович Гринев
Константин Сергеевич Серых
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш")
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 Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") filed Critical Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш")
Priority to RU2012124871/03A priority Critical patent/RU2509199C2/en
Publication of RU2012124871A publication Critical patent/RU2012124871A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2509199C2 publication Critical patent/RU2509199C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: drill bit with washing units includes a body with an attachment thread to a drilling string, rock-breaking elements, channels to supply washing liquid to a bottomface, seats at the outlet from channels for placement of wear-resistant attachments with sealing and stop elements. At the inlet of the channel for supply of washing liquid from a nipple part to the bottom face there is a protective bushing from wear-resistant material, protruding with one side above the bottom of the hole in the nipple part of the body and having a support circular ledge at the opposite ledge, the external diameter of which is more than the diameter of the inlet channel. The attachment has in the upper part a smooth external cylindrical surface contacting with an elastic sealing ring, below on its external surface there is a side thread, and at the bottom - end ledges for a box wrench. Both end surfaces of the support circular ledge contact with elastic sealing rings, the first ring is installed in the cavity between the ledge on the wall of the inlet channel and the upper end surface of the circular ledge, the second one - between the lower end surface of the circular ledge and the upper end of the attachment. Below the attachment there is a stop check-nut with slots or holes at the end for another rotary box wrench, and the check-nut is installed on the thread in the seat wall for the attachment.
EFFECT: increased reliability and durability of a drill bit with replaceable washing units.
4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к инструменту для бурения глубоких скважин в нефтегазовой отрасли.The invention relates to the field of drilling equipment, and in particular to a tool for drilling deep wells in the oil and gas industry.

Известно буровое долото с промывочным узлом [1], принятое за аналог, содержащее насадку из износостойкого материала, закрепленную в отверстии гнезда на корпусе лапы с направлением исходящей из нее струи промывочной жидкости в свободное пространство поверхности забоя между соседними шарошками. Гнездо под насадку соединено каналом с внутренней полостью долота, откуда вначале поток попадает во внутреннюю полость насадки с профилем, формирующем форму струи, а затем на поверхность забоя, барботирует шлам разрушенной породы, отрывает его от забоя и уносит по затрубному пространству долота на верх скважины для очистки от шлама и новой подачи насосами на забой.Known drill bit with a flushing unit [1], adopted for an analogue containing a nozzle made of wear-resistant material, fixed in the hole of the socket on the body of the paw with the direction of the jet of flushing fluid coming from it into the free space of the face between adjacent cones. The nest under the nozzle is connected by a channel to the internal cavity of the bit, from where the flow initially enters the internal cavity of the nozzle with a profile that forms a jet, and then onto the face, sparges the sludge of the destroyed rock, detaches it from the face and carries it along the annulus to the top of the well for sludge treatment and new pumping to the bottom.

На стенке гнезда под насадку выполнен паз прямоугольной формы для установки эластичного уплотнительного кольца с внутренним диаметром, меньшим наружного диаметра насадки, и наружным диаметром, равным или несколько большим, чем наружный диаметр гнезда прямоугольного сечения. За счет эластичных свойств кольцо охватывает насадку при ее проталкивании сквозь установленное в пазу уплотнительное кольцо. Чтобы удержать насадку от выпадения при высоком давлении промывочной жидкости, перед выходом из гнезда в его стенке выполнен кольцевой полупаз полукруглого сечения и ответный ему полупаз полукруглого сечения на наружной поверхности тела насадки.A rectangular groove is made on the wall of the nest for the nozzle to install an elastic sealing ring with an inner diameter smaller than the outer diameter of the nozzle and an outer diameter equal to or slightly larger than the outer diameter of the nest of rectangular cross section. Due to the elastic properties, the ring covers the nozzle when it is pushed through the sealing ring installed in the groove. In order to keep the nozzle from falling out at high pressure of the flushing fluid, an annular half-groove of semicircular section and a corresponding half-groove of semicircular section on the outer surface of the nozzle body are made in its wall before exiting the nest.

При установке насадки происходит совмещение двух полупространств на стенке гнезда и на поверхности насадки, при этом образуется торовидная кольцевая поверхность. В теле прилива под насадку на теле лапы сверлится круглое отверстие, ось которого совпадает с кольцевой осью получившегося торовидного кольцевого пространства. Через отверстие в приливе в торовидное пространство вводится стержень в виде гвоздя из мягкого материала, который является стопором от вылета насадки из гнезда во время бурения. Насадка может выпасть из гнезда во время бурения, только срезав половину профиля по всей длине гвоздя, введенного в торовидное пространство. При необходимости замены диаметра выходного сечения насадки по условиям бурения гвоздь вынимается за шляпку.When installing the nozzle, two half-spaces are combined on the wall of the nest and on the surface of the nozzle, and a toroidal annular surface is formed. In the body of the tide, a round hole is drilled under the nozzle on the body of the paw, the axis of which coincides with the ring axis of the resulting toroidal annular space. Through a hole in the tide, a rod in the form of a nail made of soft material is introduced into the toroidal space, which is a stopper from the nozzle leaving the socket during drilling. The nozzle can fall out of the nest during drilling only by cutting off half of the profile along the entire length of the nail inserted into the toroidal space. If it is necessary to replace the diameter of the outlet section of the nozzle according to the drilling conditions, the nail is pulled out of the head.

После замены размера по диаметру новая насадка вставляется на место вынутой, гвоздь распрямляется и забивается вокруг насадки снова. Эластичное резиновое кольцо может меняться при необходимости.After replacing the size in diameter, the new nozzle is inserted into the removed position, the nail is straightened and hammered around the nozzle again. The elastic rubber ring can be changed if necessary.

Этот вариант бурового долота с насадкой для промывочного сопла достаточно широко используется отечественными и зарубежными долотными фирмами для производства шарошечных долот. Однако в алмазных стальных долотах PDC и матричных такая схема крепления и уплотнения промывочных насадок практически не применяется. Это связано и с конструктивными, и с технологическими неудобствами, поскольку многочисленные промывочные отверстия с твердосплавными насадками чаще всего располагаются на выпуклых поверхностях корпуса с заглублением между лопастями, с разными расстояниями и наклонами относительно оси долота. Для сотен серийно выпускаемых алмазных типоразмеров долот необходима разработка тысяч индивидуальных программ для выполнения индивидуальных промывочных узлов. Это обстоятельство заставило изыскивать другие, более удобные варианты.This version of a drill bit with a nozzle for a flushing nozzle is widely used by domestic and foreign bit companies for the production of roller cone bits. However, in diamond PDC and matrix steel bits, such a fastening and sealing pattern for flushing nozzles is practically not used. This is due to both structural and technological inconveniences, since numerous flushing holes with carbide nozzles are most often located on convex surfaces of the body with a recess between the blades, with different distances and inclinations relative to the axis of the bit. For hundreds of commercially available diamond bit sizes, it is necessary to develop thousands of individual programs to carry out individual flushing units. This circumstance made us look for other, more convenient options.

Известно другое буровое долото с промывочным узлом [2], также принятое за аналог, в котором в качестве стопорного устройства используется стальное пружинное разжимное кольцо, устанавливаемое в кольцевую проточку на стенке отверстия-гнезда под насадку, часть торцевой поверхности кольца входит в паз-проточку, а часть выступает внутрь диаметра гнезда и препятствует вылету насадки во время бурения. Существуют два варианта установки стопорного разжимного кольца. Первый вариант - стопорное кольцо устанавливается в паз-проточку гнезда ниже цельной насадки. Второй вариант - стопорное кольцо при монтаже устанавливается в проточку на самой насадке, сжимается с помощью «усиков» специальными плоскогубцами с выступами под отверстия усиков. Насадка вместе со сжатым кольцом вставляется в гнездо в лапе, и стопорное кольцо освобождается от сжатия, когда оно совпадает с шириной паза под кольцо на стенке гнезда под насадку. Смена размера отверстия насадок, необходимая по гидравлическим расчетам, производится в обратном порядке - вначале сжимается стопорное кольцо, а потом насадка выталкивается из гнезда. Схема установки уплотнительного эластичного кольца такая же, как и в предыдущем аналоге. В случае необходимости это кольцо может меняться вместе с насадкой.Another drill bit with a flushing unit [2] is also known, which is also taken as an analogue, in which a steel spring expansion ring is used as a locking device, installed in an annular groove on the wall of the socket hole under the nozzle, part of the end surface of the ring enters the groove groove, and part protrudes inside the diameter of the nest and prevents the nozzle from flying out during drilling. There are two options for installing the snap ring. The first option - the snap ring is installed in the groove of the slot below the solid nozzle. The second option - the snap ring during installation is installed in the groove on the nozzle itself, is compressed with the help of "antennae" with special pliers with protrusions under the antennae holes. The nozzle together with the compressed ring is inserted into the socket in the paw, and the retaining ring is released from compression when it coincides with the width of the groove under the ring on the wall of the socket for the nozzle. Changing the size of the nozzle hole, necessary for hydraulic calculations, is performed in the reverse order - first, the circlip is compressed, and then the nozzle is pushed out of the socket. The installation scheme of the sealing elastic ring is the same as in the previous analogue. If necessary, this ring can be changed with the nozzle.

Недостатки обоих вариантов следующие. Технологически сложно выполнить закалку стопорных колец - недокаленные не возвращаются в исходное положение после сжатия, перекаленные могут быть слишком хрупкими и ломаются при смене насадки. Поэтому замена насадок в полевых условиях, особенно зимних, затруднительна. Кроме того, в бурении при высоких давлениях на стояке насадки воздействуют на стандартные тонкие стопорные кольца, сгибают их по диаметру, изгибают по толщине и постепенно выдавливают насадки на забой вместе со стопорными кольцами.The disadvantages of both options are as follows. It is technologically difficult to harden the retaining rings - under-tempered ones do not return to their original position after compression, overheated ones can be too fragile and break when changing the nozzle. Therefore, the replacement of nozzles in the field, especially in winter, is difficult. In addition, when drilling at high pressures on the riser, the nozzles act on standard thin retaining rings, bend them in diameter, bend in thickness and gradually push the nozzles into the face along with the retainer rings.

Известно другое буровое долото PDC с промывочным узлом [3], принятое за прототип. Оно включает корпус с присоединительной резьбой к бурильной колонне, породоразрушающие элементы, каналы для подвода к забою промывочной жидкости, гнезда на выходе из каналов для размещения износостойких насадок с герметизирующими и стопорными элементами, причем на входе канала для подвода к забою промывочной жидкости из ниппельной части установлена защитная втулка из износостойкого материала, выступающая одной стороной над дном отверстия в ниппельной части корпуса и имеющая на противоположном конце опорный кольцевой выступ, наружный диаметр которого больше диаметра входного канала, насадка имеет в верхней части гладкую наружную цилиндрическую поверхность, контактирующую с эластичным уплотнительным кольцом, ниже на наружной ее поверхности имеется боковая резьба, а снизу - торцевые выступы для торцевого ключа.Another PDC drill bit with a flushing unit [3] is adopted as a prototype. It includes a housing with a connecting thread to the drill string, rock cutting elements, channels for supplying flushing fluid to the bottom of the hole, nests at the outlet of the channels to accommodate wear-resistant nozzles with sealing and locking elements, and at the entrance to the channel for supplying flushing fluid to the bottom of the nipple part protective sleeve made of wear-resistant material, protruding on one side above the bottom of the hole in the nipple part of the housing and having a supporting annular protrusion at the opposite end, diameter greater than the inlet diameter of the nozzle has in its top part smooth outer cylindrical surface in contact with an elastic sealing ring on the lower outer surface thereof has a lateral thread, and bottom - end projections for a socket wrench.

Недостатки прототипа следующие. Нет защиты зазора на входе между защитной втулкой и корпусом. Нет защиты зазора между торцами защитной втулки и насадки. Время эксплуатации долота PDC достигает сотен часов, поэтому возможен отворот насадок и их выпадение из-за вибрации на забой. Необходимо повышение надежности стопорного элемента. Недостаточно надежна боковая и торцевая герметизация защитной втулки и насадки.The disadvantages of the prototype are as follows. There is no inlet clearance protection between the protective sleeve and the housing. There is no protection for the gap between the ends of the protective sleeve and nozzle. The PDC bit can be used up to hundreds of hours, so the nozzles can be turned up and fall out due to vibration at the bottom. It is necessary to increase the reliability of the locking element. The side and end sealing of the protective sleeve and nozzle is not sufficiently reliable.

Целью данного изобретения является создание надежного варианта бурового долота с промывочными узлами.The aim of the invention is to provide a reliable embodiment of a drill bit with flushing units.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности бурового долота PDC со сменными промывочными узлами. Этот результат достигается тем, что в буровом долоте с промывочными узлами, включающем корпус с присоединительной резьбой к бурильной колонне, породоразрушающие элементы, каналы для подвода к забою промывочной жидкости, гнезда на выходе из каналов для размещения износостойких насадок с герметизирующими и стопорными элементами, причем на входе канала для подвода к забою промывочной жидкости из ниппельной части установлена защитная втулка из износостойкого материала, выступающая одной стороной над дном отверстия в ниппельной части корпуса и имеющая на противоположном конце опорный кольцевой выступ, наружный диаметр которого больше диаметра входного канала, насадка имеет в верхней части гладкую наружную цилиндрическую поверхность, контактирующую с эластичным уплотнительным кольцом, ниже на наружной ее поверхности имеется боковая резьба, а снизу - торцевые выступы для торцевого ключа, при этом торцевые поверхности опорного кольцевого выступа контактируют с эластичными уплотнительными кольцами, первое кольцо установлено в полости между уступом на стенке входного канала и верхней торцевой поверхностью кольцевого выступа, второе - между нижней торцевой поверхностью кольцевого выступа и верхним торцом насадки, а ниже насадки установлена на резьбе в стенке гнезда под насадку стопорная контргайка с пазами или отверстиями на торце для другого поворотного торцевого ключа.The technical result of the present invention is to increase the reliability and durability of the PDC drill bit with interchangeable flushing units. This result is achieved by the fact that in the drill bit with flushing units, including a body with a connecting thread to the drill string, rock cutting elements, channels for supplying flushing fluid to the bottom, jacks at the outlet of the channels for accommodating wear-resistant nozzles with sealing and locking elements, and a protective sleeve of wear-resistant material is installed on the inlet of the channel for supplying flushing fluid to the bottom of the nipple, protruding on one side above the bottom of the hole in the nipple part a mustache and having a supporting annular protrusion at the opposite end, the outer diameter of which is larger than the diameter of the inlet channel, the nozzle has a smooth outer cylindrical surface in contact with the elastic sealing ring in the upper part, side thread is lower on the outer surface, and end protrusions for the end key, while the end surfaces of the support annular protrusion are in contact with the elastic sealing rings, the first ring is installed in the cavity between the ledge on the wall of the input ala and the upper end surface of the annular projection, the second - between the lower end surface of the annular projection and the upper end of the nozzle, and the lower nozzle is mounted on a threaded socket wall under the nozzle retainer locknut with grooves or holes on the other end for pivoting the mechanical key.

Кроме того, в другом варианте предлагаемого долота дополнительно на входе канала зазор между выступающей защитной втулкой и стенкой отверстия под нее дополнительно герметизирован кольцевым слоем сварки, наплавки или пайки.In addition, in another embodiment of the proposed bit, in addition to the channel inlet, the gap between the protruding protective sleeve and the wall of the hole beneath it is additionally sealed with an annular layer of welding, surfacing or soldering.

В другом варианте предлагаемого долота контактные торцевые поверхности: нижней у кольцевого выступа защитной втулки, верхнего торца насадки и уплотнительного кольца, установленного между ними, расположены под острым углом α=20÷45° со стороны входа в промывочное отверстие.In another embodiment of the proposed bit, the contact end surfaces: the lower at the annular protrusion of the protective sleeve, the upper end of the nozzle and the sealing ring installed between them, are located at an acute angle α = 20 ÷ 45 ° from the side of the inlet to the washing hole.

В следующем варианте предлагаемого долота на выступающем над дном отверстия в ниппельной части конце защитной втулки выполнена резьба, на которой навернута гайка, с ее помощью эластичное уплотнительное кольцо прижимается к поверхности дна и герметизирует зазор между ним и защитной втулкой.In the next embodiment of the proposed bit, a thread is made on the end of the protective sleeve protruding above the bottom of the nipple, the nut is screwed on, with its help an elastic sealing ring is pressed against the bottom surface and seals the gap between it and the protective sleeve.

В предлагаемом долоте узел промывки обеспечивает полную гарантию фиксации насадки в промывочном узле в течение всего времени работы долота, надежность и легкость замены насадки при возникновении такой необходимости в бурении.In the proposed bit, the flushing unit provides a full guarantee of fixing the nozzle in the flushing unit during the entire life of the bit, the reliability and ease of changing the nozzle when such a need arises for drilling.

При установке насадка заворачивается, сжимая до упора первое и второе эластичные кольца. Усилие прижима может тарироваться с помощью динамометрического ключа.During installation, the nozzle is wrapped, compressing the first and second elastic rings to the stop. The clamping force can be calibrated using a torque wrench.

Перечень чертежейList of drawings

На фигуре 1 представлен фрагмент предлагаемого бурового долота с первым вариантом промывочного узла.The figure 1 presents a fragment of the proposed drill bit with the first embodiment of the flushing unit.

На фигуре 2 и фигуре 3 представлены два варианта стопорных гаек для фиксации установленной насадки.In figure 2 and figure 3 presents two options of lock nuts for fixing the installed nozzle.

На фигуре 4 представлен вид А нижнего торца насадки.The figure 4 presents a view And the lower end of the nozzle.

На фигурах 5, 6, 7 и 8 представлены фрагменты предлагаемого бурового долота соответственно со вторым, третьим и четвертым вариантами промывочного узла.In figures 5, 6, 7 and 8 presents fragments of the proposed drill bit, respectively, with the second, third and fourth variants of the flushing unit.

На фигуре 1 позициями обозначены: 1 - корпус бурового долота, 2 - дно отверстия ниппельной части долота, 3 - канал из ниппельной части долота в сторону забоя, 4 - защитная втулка, 5 - первое эластичное уплотнительное кольцо, 6 - кольцевой выступ защитной втулки, 7 - внутренний торец защитной втулки, 8 - наружный торец защитной втулки, 9 - ступенька на стенке отверстия для размещения защитной втулки, 10 - второе эластичное уплотнительное кольцо, 11 - насадка, 12 - кольцевой паз на стенке отверстия под насадку, 13 - третье уплотнительное кольцо, 14 - резьба на боковой поверхности насадки, 15 - резьба на боковой поверхности отверстия под насадку, 16 - выступы на дне насадки для ключа поворота, 17 - контргайка для фиксации установленной насадки, 18 - резьба на боковой поверхности контргайки, 19 - резьба на стенке отверстия для контргайки.In the figure, 1 positions denote: 1 - the body of the drill bit, 2 - the bottom of the hole of the nipple part of the bit, 3 - the channel from the nipple part of the bit to the bottom side, 4 - the protective sleeve, 5 - the first elastic sealing ring, 6 - the annular protrusion of the protective sleeve, 7 - inner end of the protective sleeve, 8 - outer end of the protective sleeve, 9 - step on the wall of the hole to accommodate the protective sleeve, 10 - second elastic sealing ring, 11 - nozzle, 12 - annular groove on the wall of the hole for the nozzle, 13 - third sealing ring, 14 - thread on the sides o of the nozzle surface, 15 - thread on the side surface of the nozzle hole, 16 - protrusions on the bottom of the nozzle for the turn key, 17 - lock nut for fixing the installed nozzle, 18 - thread on the side surface of the lock nut, 19 - thread on the wall of the lock nut hole.

На фигуре 2 позицией обозначены: 20 - пазы под торцевой ключ поворота на первом варианте стопорной гайки 17, остальные позиции те же, что и на фигуре 1.In figure 2, the position indicated: 20 - grooves for the socket wrench on the first embodiment of the lock nut 17, the remaining positions are the same as in figure 1.

На фигуре 3 позицией обозначены: 21 - отверстия под торцевой ключ поворота на втором варианте гайки 22, остальные позиции те же, что и на фигуре 1.In figure 3, the position denotes: 21 - holes for the socket wrench on the second version of the nut 22, the remaining positions are the same as in figure 1.

На фигуре 4 позициями обозначены: 23 - выступы на нижнем торце насадки, 24 - пазы для торцевого ключа поворота на нижнем торце насадки, 25 - центральное отверстие в насадке.In the figure, 4 positions denote: 23 - protrusions on the lower end of the nozzle, 24 - grooves for the socket wrench on the lower end of the nozzle, 25 - the central hole in the nozzle.

На фигуре 5 изображен следующий вариант предлагаемого долота, позицией обозначен: 26 - герметизирующий кольцевой слой сварки, наплавки или пайки перехода с поверхности дна 2 в зазор между защитной втулкой 4 и стенкой отверстия под нее. Остальные позиции те же, что и на предыдущих фигурах.Figure 5 shows the following version of the proposed bit, the position indicated: 26 - sealing ring layer of welding, surfacing or soldering the transition from the bottom surface 2 to the gap between the protective sleeve 4 and the wall of the hole under it. The remaining positions are the same as in the previous figures.

На фигуре 6 изображен следующий вариант предлагаемого долота, позициями обозначены: 27 - уплотнительное кольцо с другой формой, близкой к конической, поперечного сечения и с расположением под защитой скоса 28 на защитной втулке, расположенного под острым углом α=20÷45° к оси втулки. Остальные позиции те же, что и на предыдущих фигурах. Это позволяет обеспечить одновременный прижим уплотнительного кольца и к торцу защитной втулки, и к стенке гнезда под насадку.Figure 6 shows the following variant of the proposed bit, the positions indicated: 27 - O-ring with a different shape, close to a conical, cross-section and with a bevel under protection 28 on a protective sleeve located at an acute angle α = 20 ÷ 45 ° to the axis of the sleeve . The remaining positions are the same as in the previous figures. This allows you to provide a simultaneous clamping of the sealing ring to the end face of the protective sleeve, and to the wall of the socket under the nozzle.

На фигуре 7 предложена разновидность варианта 1 предлагаемого долота без эластичного уплотнительного кольца 5. Остальные позиции те же, что и на предыдущих фигурах.In figure 7, a variant of variant 1 of the proposed bit without an elastic sealing ring 5 is proposed. The remaining positions are the same as in the previous figures.

На фигуре 8 предложен следующий вариант предлагаемого долота, без кольцевого слоя сварки 26. В этом варианте на выступающем конце защитной втулки 4 выполнена резьба (предпочтительно самотормозящая) 29. Уплотнительное эластичное кольцо 31 прижимается, например, гайкой 30 к поверхности дна 2, обеспечивая герметизацию перехода с поверхности дна в зазор между защитной втулкой 4 и стенкой отверстия под нее.In figure 8, the following variant of the proposed bit is proposed, without an annular welding layer 26. In this embodiment, a thread (preferably self-braking) 29 is made on the protruding end of the protective sleeve 4. The sealing elastic ring 31 is pressed, for example, by a nut 30 to the surface of the bottom 2, providing sealing of the transition from the bottom surface into the gap between the protective sleeve 4 and the wall of the hole under it.

Сборка узла промывки по первому варианту (фиг.1) или замена насадки в полевых условиях производится следующим образом. Эластичное уплотнительное кольцо 5 надевается до упора в выступ 6 защитной втулки 4. Затем втулка 4 с кольцом 5 вставляется в отверстие в корпусе долота 1, устанавливаются эластичные уплотнительные кольца 10 и 13, с помощью торцового ключа насадка 11 заворачивается до упора, зажимая кольца 5 и 10. Надежность прижима может проверяться, например, с помощью динамометрического ключа с экспериментальным подбором минимального усилия по шкале ключа. Затем торцовым ключом заворачивается стопорная гайка 17, гарантирующая отсутствие произвольного отворота насадки. При смене насадки операции осуществляются в обратном порядке.The assembly of the washing unit according to the first embodiment (Fig. 1) or replacing the nozzle in the field is as follows. The elastic o-ring 5 is put fully into the protrusion 6 of the protective sleeve 4. Then, the sleeve 4 with the ring 5 is inserted into the hole in the body of the bit 1, the elastic o-rings 10 and 13 are installed, using the socket wrench, the nozzle 11 is fully tightened, clamping the rings 5 and 10. The reliability of the clip can be checked, for example, using a torque wrench with experimental selection of the minimum effort on a key scale. Then, a lock nut 17 is wrapped with a socket wrench, guaranteeing the absence of any nozzle flap. When changing the nozzle, the operations are carried out in the reverse order.

Сборка узла промывки по второму варианту (фиг.5) отличается от сборки первого варианта наличием сварки, наплавки или пайки 26. Она может проводиться после полной сборки узла. Во избежание подгорания колец 5, 10, 13 во время сварки корпус долота должен во время сварки опускаться в резервуар с водой, уровень которой со стороны насадки должен перекрывать уплотнительное кольцо 5.The assembly of the washing unit according to the second embodiment (Fig. 5) differs from the assembly of the first embodiment by the presence of welding, surfacing or soldering 26. It can be carried out after the assembly of the assembly is complete. In order to avoid burning rings 5, 10, 13 during welding, the body of the bit should be lowered into the tank with water during welding, the level of which on the nozzle side should overlap the sealing ring 5.

При замене размера насадки вначале выворачивается стопорная гайка 17, насадка 11, и в случае повреждения заменяются эластичные уплотнительные кольца 13 и 10. Затем на место заворачиваются новая насадка 11 и стопорная гайка 17.When changing the size of the nozzle, the lock nut 17, nozzle 11 is first turned out, and in case of damage, the elastic sealing rings 13 and 10. Then, a new nozzle 11 and lock nut 17 are screwed in place.

Сборка узла промывки по третьему варианту (фиг.6) отличается от первого варианта наличием конического эластичного уплотнительного кольца 27, защищенного от размыва скосом 28 на нижнем торце защитной втулки 4, выполненным под углом к оси втулки α=20÷45°, при завороте насадки, также снабженной скосом на верхней, контактирующей с кольцом, поверхности.The assembly of the washing unit according to the third embodiment (Fig. 6) differs from the first embodiment by the presence of a conical elastic sealing ring 27, protected from erosion by a bevel 28 on the lower end of the protective sleeve 4, made at an angle to the axis of the sleeve α = 20 ÷ 45 °, when the nozzle is inverted also provided with a bevel on the upper surface in contact with the ring.

Сборка узла промывки и замена насадки по четвертому варианту (фиг.8) отличаются от первых четырех вариантов наличием механического уплотнения 31, резьбы 29 на конце защитной втулки 4 и прижимной гайки 30. После сборки защитной втулки 4 с кольцом 5, установки колец 10 и 13, заворота насадки 11 и контргайки 17 на конец защитной втулки 4 надевается уплотнительное кольцо 31, сечение которого может быть различным (например, плоским, как показано на фиг.8). С помощью заворота гайки 30 кольцо 31 плотно герметизирует зазор между защитной втулкой 4 и стенкой отверстия под нее. При необходимости гарантии от отворота гайки 30 и абразивного ее износа потоком промывочной жидкости над ней может быть установлена еще одна контргайка (не показано).The assembly of the washing unit and the replacement of the nozzle according to the fourth embodiment (Fig. 8) differ from the first four options by the presence of a mechanical seal 31, thread 29 at the end of the protective sleeve 4 and clamping nut 30. After assembling the protective sleeve 4 with ring 5, installing rings 10 and 13 , turning the nozzle 11 and the lock nut 17 onto the end of the protective sleeve 4, a sealing ring 31 is put on, the cross section of which may be different (for example, flat, as shown in Fig. 8). By tightening the nut 30, the ring 31 tightly seals the gap between the protective sleeve 4 and the wall of the hole under it. If necessary, a guarantee against the flap of the nut 30 and its abrasive wear by the flow of washing liquid over it can be installed another lock nut (not shown).

При замене насадки вначале отворачивается гайка 30, а затем разборка и сборка производятся аналогично варианту 1 с последующим креплением уплотнения 31 гайкой 30.When replacing the nozzle, the nut 30 is first unscrewed, and then disassembly and assembly are carried out similarly to option 1, followed by fixing the seal 31 with the nut 30.

Результаты промысловых испытаний образцов предлагаемых буровых долот подтверждают их значительное преимущество по стойкости и упрощенной замене насадок в полевых условиях.The results of field tests of samples of the proposed drill bits confirm their significant advantage in durability and simplified replacement of nozzles in the field.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №3084751 С1, 175-340, «Насадка бурового долота» (аналог).1. US patent No. 3084751 C1, 175-340, "the drill bit" (analog).

2. Композит - каталог фирмы «Варел» (США), 1995, стр.14 (аналог).2. Composite - catalog of the company "Varel" (USA), 1995, p. 14 (analogue).

3. Espacenet WO 2008/060561 A1, 22.05.2008, E21B 10/61 (прототип).3. Espacenet WO 2008/060561 A1, 05/22/2008, E21B 10/61 (prototype).

Claims (4)

1. Буровое долото с промывочными узлами, включающее корпус с присоединительной резьбой к бурильной колонне, породоразрушающие элементы, каналы для подвода к забою промывочной жидкости, гнезда на выходе из каналов для размещения износостойких насадок с герметизирующими и стопорными элементами, причем на входе канала для подвода к забою промывочной жидкости из ниппельной части установлена защитная втулка из износостойкого материала, выступающая одной стороной над дном отверстия в ниппельной части корпуса и имеющая на противоположном конце опорный кольцевой выступ, наружный диаметр которого больше диаметра входного канала, насадка имеет в верхней части гладкую наружную цилиндрическую поверхность, контактирующую с эластичным уплотнительным кольцом, ниже на наружной ее поверхности имеется боковая резьба, а снизу - торцевые выступы для торцевого ключа, отличающееся тем, что обе торцевые поверхности опорного кольцевого выступа контактируют с эластичными уплотнительными кольцами, первое кольцо установлено в полости между уступом на стенке входного канала и верхней торцевой поверхностью кольцевого выступа, второе - между нижней торцевой поверхностью кольцевого выступа и верхним торцом насадки, ниже насадки установлена на резьбе в стенке гнезда под насадку стопорная контргайка с пазами или отверстиями на торце для другого поворотного торцевого ключа.1. A drill bit with flushing units, including a housing with a connecting thread to the drill string, rock cutting elements, channels for supplying flushing fluid to the bottom, jacks at the outlet of the channels for accommodating wear-resistant nozzles with sealing and locking elements, and at the channel inlet for supplying the face of the flushing fluid from the nipple part has a protective sleeve made of wear-resistant material that protrudes on one side above the bottom of the hole in the nipple part of the body and has on the opposite side there is a supporting annular protrusion, the outer diameter of which is larger than the diameter of the inlet channel, the nozzle has a smooth outer cylindrical surface in contact with the elastic sealing ring in the upper part, side thread is lower on its outer surface, and end protrusions for the socket wrench are characterized by that both end surfaces of the support annular protrusion are in contact with elastic sealing rings, the first ring is installed in the cavity between the step on the wall of the inlet channel and the upper end wail surface of the annular projection, the second - between the lower end surface of the annular projection and the upper end nozzle below the nozzle is mounted on a threaded socket wall under the nozzle retainer locknut with grooves or holes on the other end for pivoting the mechanical key. 2. Буровое долото с промывочными узлами по п.1, отличающееся тем, что на входе канала зазор между выступающей защитной втулкой и стенкой отверстия под нее дополнительно герметизирован кольцевым слоем сварки, наплавки или пайки.2. A drill bit with flushing units according to claim 1, characterized in that at the channel inlet, the gap between the protruding protective sleeve and the wall of the hole beneath it is additionally sealed with an annular layer of welding, surfacing or soldering. 3. Буровое долото с промывочными узлами по п.1 или 2, отличающееся тем, что контактные торцевые поверхности: нижней у кольцевого выступа защитной втулки, верхнего торца насадки и уплотнительного кольца, установленного между ними, расположены под острым углом α=20÷45° со стороны входа в промывочное отверстие.3. A drill bit with flushing units according to claim 1 or 2, characterized in that the contact end surfaces: the lower at the annular protrusion of the protective sleeve, the upper end of the nozzle and the sealing ring installed between them, are located at an acute angle α = 20 ÷ 45 ° from the entrance to the flushing hole. 4. Буровое долото с промывочными узлами по п.1, отличающееся тем, что на выступающем над дном отверстия в ниппельной части конце защитной втулки выполнена резьба, на которой навернута гайка, с ее помощью эластичное уплотнительное кольцо прижимается к поверхности дна и герметизирует зазор между ним и защитной втулкой. 4. A drill bit with flushing units according to claim 1, characterized in that a thread is made on the end of the protective sleeve that protrudes above the bottom of the nipple and the nut is screwed on, using it an elastic o-ring is pressed against the bottom surface and seals the gap between it and protective sleeve.
RU2012124871/03A 2012-06-14 2012-06-14 Drill bit with washing units RU2509199C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124871/03A RU2509199C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Drill bit with washing units

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124871/03A RU2509199C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Drill bit with washing units

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124871A RU2012124871A (en) 2013-12-20
RU2509199C2 true RU2509199C2 (en) 2014-03-10

Family

ID=49784665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124871/03A RU2509199C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Drill bit with washing units

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2509199C2 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552242C1 (en) * 2014-05-23 2015-06-10 Дмитрий Юрьевич Сериков Drilling water-jet cone rock bit
RU2611779C1 (en) * 2016-04-07 2017-03-01 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2617745C1 (en) * 2016-04-07 2017-04-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618707C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618717C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618726C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618734C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU171931U1 (en) * 2016-12-22 2017-06-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") DRILLING BIT DRILLING UNIT
RU2658960C1 (en) * 2017-10-17 2018-06-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2658961C1 (en) * 2017-10-17 2018-06-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2658959C1 (en) * 2017-10-17 2018-06-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2663511C1 (en) * 2017-11-21 2018-08-07 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling unit (options)
RU2663520C1 (en) * 2017-11-21 2018-08-07 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2663516C1 (en) * 2017-11-21 2018-08-07 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling unit (options)
RU2686735C1 (en) * 2018-08-20 2019-04-30 Рустем Флитович Гаффанов Flushing assembly of drilling bit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU868051A1 (en) * 1979-09-05 1981-09-30 за вители Drill bit flushing assembly
RU2096577C1 (en) * 1996-06-27 1997-11-20 Ясашин Виталий Анатольевич Drill bit
US5927410A (en) * 1997-05-30 1999-07-27 Dresser Industries, Inc. Drill bit nozzle and method of attachment
WO2008060561A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Baker Hughes Incorporated Drill bit nozzle assembly, insert assembly including same and method of manufacturing or retrofitting a steel body bit for use with the insert assembly
RU2349730C1 (en) * 2007-10-24 2009-03-20 Николай Митрофанович Панин Drilling bit washing device
US20100270086A1 (en) * 2009-04-23 2010-10-28 Matthews Iii Oliver Earth-boring tools and components thereof including methods of attaching at least one of a shank and a nozzle to a body of an earth-boring tool and tools and components formed by such methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU868051A1 (en) * 1979-09-05 1981-09-30 за вители Drill bit flushing assembly
RU2096577C1 (en) * 1996-06-27 1997-11-20 Ясашин Виталий Анатольевич Drill bit
US5927410A (en) * 1997-05-30 1999-07-27 Dresser Industries, Inc. Drill bit nozzle and method of attachment
WO2008060561A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Baker Hughes Incorporated Drill bit nozzle assembly, insert assembly including same and method of manufacturing or retrofitting a steel body bit for use with the insert assembly
RU2349730C1 (en) * 2007-10-24 2009-03-20 Николай Митрофанович Панин Drilling bit washing device
US20100270086A1 (en) * 2009-04-23 2010-10-28 Matthews Iii Oliver Earth-boring tools and components thereof including methods of attaching at least one of a shank and a nozzle to a body of an earth-boring tool and tools and components formed by such methods

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552242C1 (en) * 2014-05-23 2015-06-10 Дмитрий Юрьевич Сериков Drilling water-jet cone rock bit
RU2611779C1 (en) * 2016-04-07 2017-03-01 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2617745C1 (en) * 2016-04-07 2017-04-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618707C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618717C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618726C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU2618734C1 (en) * 2016-04-07 2017-05-11 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling bit (versions)
RU171931U1 (en) * 2016-12-22 2017-06-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") DRILLING BIT DRILLING UNIT
RU2658960C1 (en) * 2017-10-17 2018-06-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2658961C1 (en) * 2017-10-17 2018-06-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2658959C1 (en) * 2017-10-17 2018-06-26 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2663511C1 (en) * 2017-11-21 2018-08-07 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling unit (options)
RU2663520C1 (en) * 2017-11-21 2018-08-07 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of the drilling unit (options)
RU2663516C1 (en) * 2017-11-21 2018-08-07 Николай Митрофанович Панин Flushing assembly of drilling unit (options)
RU2686735C1 (en) * 2018-08-20 2019-04-30 Рустем Флитович Гаффанов Flushing assembly of drilling bit

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012124871A (en) 2013-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2509199C2 (en) Drill bit with washing units
CA3010947C (en) Valve body for frac pumps
US10584561B2 (en) Dirty fluid pressure regulator and control valve
US7159652B2 (en) Drilling flange and independent screwed wellhead with metal-to-metal seal and method of use
US7708066B2 (en) Full bore valve for downhole use
CA2991538C (en) Modified stuffing box
EP3236002B1 (en) Valve assembly
US10132139B1 (en) Mid-string wiper plug and carrier
US7699111B2 (en) Float collar and method
US7267179B1 (en) Method for rapid installation of a smaller diameter pressure control device usable on blow out preventers
RU2530960C2 (en) Pdc drill bit with flushing units
RU2489564C1 (en) Drilling bit with washing unit
US20130140479A1 (en) Ball seats having seal interface element for prolonging the seal between ball and seat in corrosive environments and methods of using same
RU2494218C2 (en) Flushing unit for drilling bit
RU2311525C2 (en) Tubing-casing annulus sealing device
US10724307B2 (en) Annular packer system and method
US8360159B2 (en) Rotating control device with replaceable bowl sleeve
RU2109126C1 (en) Drill bit
US20170342805A1 (en) Hanger sealing system
US11536109B1 (en) Rotatable wear sleeve for wellhead pressure-control device
RU88728U1 (en) DEVICE FOR REMOVING DRILLING FLUID FROM EXTERNAL SURFACE OF DRILL PIPES (OPTIONS)
US20190277105A1 (en) Wellhead annulus sleeve
RU2118441C1 (en) Device for connection of casing strings at well head
RU2057908C1 (en) Well-head gland of borehole sucker-rod pump unit
CN202056341U (en) Safe and reliable plug valve

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160930

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200615