RU2541994C2 - Ступенчатый лопастной pdc-инструмент - Google Patents
Ступенчатый лопастной pdc-инструмент Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541994C2 RU2541994C2 RU2012147675/03A RU2012147675A RU2541994C2 RU 2541994 C2 RU2541994 C2 RU 2541994C2 RU 2012147675/03 A RU2012147675/03 A RU 2012147675/03A RU 2012147675 A RU2012147675 A RU 2012147675A RU 2541994 C2 RU2541994 C2 RU 2541994C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- pdc
- bit
- blades
- stepped surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к породоразрушающему PDC-инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к бурголовкам, расширителям, стабилизаторам и долотам. Ступенчатый лопастной PDC-инструмент включает корпус с лопастями, вооруженными резцами PDC. С целью увеличения показателей работы инструмента путем использования наиболее эффективного способа разрушения разбуриваемых горных пород сколом и на разрыв за счет формирования открытой ступенчатой поверхности со ступеньками, полностью разрушаемыми в процессе их образования с минимальными энергетическими затратами, вооружение размещено на лопастях таким образом, что при работе инструмента на забое скважины формируется последовательная ступенчатая поверхность, начиная от оси инструмента к периферии со ступеньками шириной a=(0,2÷0,4)D+0,5d и высотой b=(0,4÷0,6)D, где D - диаметр долота, d - диаметр резцов PDC. Технический результат заключается в увеличении показателей работы инструмента. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту режущего типа, применяемому в бурении скважин, а именно к PDC-инструменту: бурголовкам, расширителям, стабилизаторам и долотам.
Известен буровой инструмент, в частности, так называемые импрегнированные долота режущего и истирающе-режущего типа, например ИСМ (Институт сверхтвердых материалов АН УССР), включающие корпус и лопасти со вставками из сверхтвердого материала со сферической рабочей поверхностью, направленными, как правило, на забой, выполняющими функцию вооружения бурового инструмента в разрушении горных пород [1] (аналог). В известном инструменте при его работе разрушение разбуриваемых горных пород осуществляется резанием и истиранием, при этом истирается и вооружение долота, а из-за большой площади контакта с забоем для эффективной работы инструмент требует повышенной нагрузки и крутящего момента.
Указанные недостатки устранены в алмазных долотах, где применено более износостойкое вооружение в виде резцов типа PDC (Polycrystalline Diamond Compact), направленных по касательной в отношении забоя, причем рабочая поверхность инструмента, на которой размещено это вооружение, выполнена в форме тора [2] (прототип).
В известном инструменте резцами, размещенными на поверхности инструмента в форме тора, лишь частично применяется способ разрушения разбуриваемых горных пород на разрыв, скол, наиболее эффективный в сравнении с иными, например разрушением сжатием и даже сдвигом.
Целью изобретения является увеличение показателей работы инструмента путем использования наиболее эффективного способа разрушения разбуриваемых горных пород сколом и на разрыв за счет формирования открытой ступенчатой поверхности со ступеньками, полностью разрушаемыми в процессе их образования с минимальными энергетическими затратами.
Указанная цель достигается тем, что в известном лопастном многоступенчатом буровом инструменте вооружение размещено на лопастях таким образом, что при работе инструмента на забое скважины формируется последовательная ступенчатая поверхность, начиная от оси инструмента (долота) к периферии со ступеньками шириной а=(0,2÷0,4)D+0,5d и высотой b=(0,4÷0,6)D, где D - диаметр долота, d - диаметр резцов PDC.
Эффективное ступенчатое разрушение горной породы соблюдается и в горизонтальной плоскости, для чего каждый последующий резец PDC при дублировании на одной лопасти, начиная от оси долота к периферии, размещается от впереди идущего на расстоянии (0,4÷0,6)D.
Ступенчатая поверхность в 1/3 от оси долота к периферии может быть обращена внутрь долота для улучшения промывки забоя с обязательным дублированием резцов PDC в области перегиба этой поверхности, как работающих в наиболее напряженных условиях.
На фиг.1 изображен фронтальный вид заявленного ступенчатого лопастного PDC-инструмента в диаметре D: 1 - резцы PDC; 2 - лопасти долота; 3 - прилив на лопасти долота; 4 - корпус инструмента (долота).
На фиг.2 показан вид сверху заявленного ступенчатого лопастного PDC-инструмента: 1 - резцы PDC; 2 - лопасти долота; 3 - прилив на лопасти долота; 4 - корпус инструмента (долота).
На фиг.3 представлен фрагмент лопасти долота: 1 - резцы PDC; 2 - лопасти долота; 3 - прилив на лопасти долота с размерами размещения на ступенчатой поверхности резцов PDC диаметра d, шириной а и высотой b.
На фиг.4 изображен профиль скважины с размещенным в ней долотом диаметром D и размещенным в этом профиле вооружением в виде резцов PDC диаметром d, а также формируемым забоем: 1 - резцы PDC; 4 - корпус инструмента (долота); 5 - стенка скважины; 6 - забой скважины. Ширина закладываемой в конструкцию PDC-инструмента ступеньки а, b - высота ее.
На фиг.5 показан профиль скважины со ступенчатой поверхностью в 1/3 от оси долота к периферии, обращенной внутрь долота для улучшения промывки забоя, с теми же обозначениями, что и на фиг.4.
На фиг.6 фотография натурного долота ДАБ 152,4 МС, выполненного в соответствии заявленному изобретению.
Как видно из фиг.1, фиг.2 и фиг.3, долото 4 содержит лопасти 2 с приливами 3, в которых монтируются PDC-резцы 1. Размещаются приливы 3 с PDC-резцами 1 на лопастях 2 и корпусе долота таким образом, что на забое формируются ступеньки шириной a=(0,2÷0,4)D+0,5d и высотой b=(0,4÷0,6)D, где D - диаметр долота, d - диаметр резцов PDC.
Эти ступеньки шириной a и высотой b, образованные долотом 4 на фиг.4 в скважине со стенками 5, разрушаются при незначительной нагрузке на долото в процессе их формирования с образованием бесступенчатого забоя 6. Так же формируется и забой 6 на фиг.5.
Таким образом, для увеличения показателей работы инструмента путем использования наиболее эффективного способа разрушения разбуриваемых горных пород сколом и на разрыв за счет формирования открытой ступенчатой поверхности со ступеньками, полностью разрушаемыми в процессе их образования с минимальными энергетическими затратами: вооружение размещено на лопастях так, что при работе инструмента на забое скважины формируется последовательная ступенчатая поверхность, начиная от оси инструмента (долота) к периферии со ступеньками шириной a=(0,2÷0,4)D+0,5d и высотой b=(0,4÷0,6)D, где D - диаметр долота, d - диаметр резцов PDC; каждый последующий резец PDC при дублировании на одной лопасти, начиная от оси долота к периферии, размещается от впереди идущего на расстоянии (0,4÷0,6)D; ступенчатая поверхность в 1/3 от оси долота к периферии может быть обращена внутрь долота для улучшения промывки забоя с обязательным дублированием резцов PDC в области перегиба этой поверхности, как работающих в наиболее напряженных условиях.
Разрушение ступеньки указанных размеров по энергозатратам в два раза ниже, чем разрушение плоского забоя. На единицу затраченной энергии при таком разрушении приходится значительно больший объем разрушенной породы, что установлено автором аналитически и экспериментально.
Большей глубине скважины соответствует большая величина коэффициента при D, для неглубоких скважин требуются меньшие соотношения.
Ступенчатым лопастным PDC-инструментом может быть бурголовка, расширитель, стабилизатор, долото.
Многоступенчатые долота на фиг.6 показывают увеличение скорости бурения на 300%.
Источники информации
1. Масленников И.К. Буровой инструмент. Справочник. - М.: Недра, 1989. - 430 с. (См. стр.205-206).
2. Каталог Буровые долота. Калибраторы. Центраторы. - Самара: ОАО «Волгабурмаш», 2009, 52 с. (См. стр.37-44).
Claims (3)
1. Ступенчатый лопастной PDC-инструмент, включающий корпус с лопастями, вооруженными резцами PDC, отличающийся тем, что с целью увеличения показателей работы инструмента путем использования наиболее эффективного способа разрушения разбуриваемых горных пород сколом и на разрыв за счет формирования открытой ступенчатой поверхности со ступеньками, полностью разрушаемыми в процессе их образования с минимальными энергетическими затратами, вооружение размещено на лопастях таким образом, что при работе инструмента на забое скважины формируется последовательная ступенчатая поверхность, начиная от оси инструмента (долота) к периферии со ступеньками шириной a=(0,2÷0,4)D+0,5d и высотой b=(0,4÷0,6)D, где D - диаметр долота, d - диаметр резцов PDC.
2. PDC-инструмент по п.1, отличающийся тем, что каждый последующий резец PDC при дублировании на одной лопасти, начиная от оси долота к периферии, размещается от впереди идущего на расстоянии (0,4÷0,6)D.
3. PDC-инструмент по п.1, отличающийся тем, что ступенчатая поверхность в 1/3 от оси долота к периферии может быть обращена внутрь долота для улучшения промывки забоя с обязательным дублированием резцов PDC в области перегиба этой поверхности, как работающих в наиболее напряженных условиях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147675/03A RU2541994C2 (ru) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Ступенчатый лопастной pdc-инструмент |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147675/03A RU2541994C2 (ru) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Ступенчатый лопастной pdc-инструмент |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012147675A RU2012147675A (ru) | 2014-05-20 |
RU2541994C2 true RU2541994C2 (ru) | 2015-02-20 |
Family
ID=50695446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012147675/03A RU2541994C2 (ru) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Ступенчатый лопастной pdc-инструмент |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541994C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU861541A1 (ru) * | 1980-01-15 | 1981-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов | Лопастное долото |
RU2009306C1 (ru) * | 1987-09-16 | 1994-03-15 | Станислав Васильевич Синев | Шарошечное долото |
EP0707130A2 (en) * | 1994-10-15 | 1996-04-17 | Camco Drilling Group Limited | Rotary drill bits |
RU2360096C1 (ru) * | 2007-10-03 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") | Долото для бурения горизонтальных скважин |
RU107544U1 (ru) * | 2010-09-24 | 2011-08-20 | Закрытое акционерное общество "Московский опытный завод буровой техники" | Лопастное долото с комбинированным вооружением |
-
2012
- 2012-11-08 RU RU2012147675/03A patent/RU2541994C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU861541A1 (ru) * | 1980-01-15 | 1981-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов | Лопастное долото |
RU2009306C1 (ru) * | 1987-09-16 | 1994-03-15 | Станислав Васильевич Синев | Шарошечное долото |
EP0707130A2 (en) * | 1994-10-15 | 1996-04-17 | Camco Drilling Group Limited | Rotary drill bits |
RU2360096C1 (ru) * | 2007-10-03 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") | Долото для бурения горизонтальных скважин |
RU107544U1 (ru) * | 2010-09-24 | 2011-08-20 | Закрытое акционерное общество "Московский опытный завод буровой техники" | Лопастное долото с комбинированным вооружением |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012147675A (ru) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2332554C2 (ru) | Буровое долото, система и способ бурения ствола скважины в подземной формации | |
US7455126B2 (en) | Percussive drill bit, drilling system comprising such a drill bit and method of drilling a bore hole | |
WO2012039630A1 (en) | Hybrid drill bit | |
NO328123B1 (no) | Boreapparat samt fremgangsmate for boring | |
CN209308635U (zh) | 具有多级破碎功能的pdc钻头 | |
RU2332553C2 (ru) | Буровое долото для ударного бурения, бурильная система, содержащая такое буровое долото, и способ бурения скважины | |
CN201874466U (zh) | 一种新型防泥包随钻扩眼器刀翼 | |
CN203452651U (zh) | 强锥pdc减振提速钻头 | |
CN110671055A (zh) | 一种锥形齿pdc钻头设计方法 | |
RU2541994C2 (ru) | Ступенчатый лопастной pdc-инструмент | |
RU2666386C1 (ru) | Буровая коронка | |
RU120995U1 (ru) | Шнековый бур | |
Markandeya et al. | Optimized PDC bit designs for percussion performance drilling system deliver higher penetration rates | |
RU100545U1 (ru) | Буровое долото | |
RU139317U1 (ru) | Лопасть лопастного долота | |
RU131408U1 (ru) | Долото | |
RU2545201C2 (ru) | Pdc-буровой инструмент | |
Zaman et al. | Optimising Drilling Performance Through Interburden and BasementFormations Utilising Adaptive Drill Bit Technology | |
RU2340758C1 (ru) | Буровое лопастное долото | |
RU2492308C1 (ru) | Буровая коронка (варианты) | |
RU2569117C1 (ru) | Породоразрушающий инструмент | |
RU2282011C1 (ru) | Лопастное шнековое долото для бурения скважин в валунно-галечных отложениях | |
CN2716486Y (zh) | 一种新型pdc钻头 | |
RU2448231C1 (ru) | Компоновка для направленного бурения | |
RU2573878C1 (ru) | Долото для вращательного бурения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161109 |