RU2631948C1 - Буровое долото режуще-вращательного типа - Google Patents
Буровое долото режуще-вращательного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631948C1 RU2631948C1 RU2016129831A RU2016129831A RU2631948C1 RU 2631948 C1 RU2631948 C1 RU 2631948C1 RU 2016129831 A RU2016129831 A RU 2016129831A RU 2016129831 A RU2016129831 A RU 2016129831A RU 2631948 C1 RU2631948 C1 RU 2631948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- weapons
- bit
- cutting elements
- carbide
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title description 9
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 15
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/10—Roller bits with roller axle supported at both ends
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/12—Roller bits with discs cutters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/16—Roller bits characterised by tooth form or arrangement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям шарошечно-дисковых долот, предназначенных для бурения взрывных скважин в горнорудной, нефтяной и газовой промышленности и в строительстве дорог, каналов, трубопроводов. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое долото режуще-вращательного типа содержит корпус с ниппелем и продувочными каналами, режущие элементы с двумя рядами твердосплавного вооружения. Режущие элементы выполнены с углом поворота в сторону вращения на 10°, с двумя различными диаметрами вооружения, определяемыми конкретным соотношением в зависимости от ширины дискового элемента и угла наклона твердосплавных зубков в пределах 30-50°. 1 табл.,3 ил.
Description
Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям шарошечно-дисковых долот предназначенных для бурения взрывных скважин в горнорудной, нефтяной и газовой промышленности, и в строительстве дорог, каналов, трубопроводов и др.
Известны буровые долота со штыревыми вращающимися резцами различной формы (Буткин В.Д. Буровые долота с вращающимися резцами для разрезов [Текст] / В.Д. Буткин, А.С. Телешов, Е.Ф. Бряхов. - М.: ЦНИИЭИуголь, 1976. - 44 с.), установленными на долото в один ряд. Поэтому их недостатком следует считать ограничение эксплуатационных возможностей, а именно применение долот по крепости более f=8 по шкале М.М. Протодьяконова.
Наиболее близким к предложенному техническому решению, является разборное долото с зубчато-дисковыми шарошками (Бовин К.А, Гилев А.В., Прокопчук В.А. Перспективы развития бурового оборудования карьеров [Текст]: Электронный сборник материалов международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проспект свободный - 2015», посвященной 70-летию Великой победы. - Красноярск, 2015. - 19-22 стр.).
Основным недостатком данного долота является то, что оно имеет ограниченный ресурс стойкости твердосплавного вооружения в породах крепостью f=8 и пропластками крепких пород с f=10-12 и характеризуется более низкими показателями скорости.
Основной задачей изобретения является повышение эффективности работы долота и расширение области рационального применения в крепких сложноструктурных породах с различными физико-механическими свойствами и закарстованных массивах за счет увеличения стойкости твердосплавного вооружения.
Достигается это тем, что в буровом долоте режуще-вращательного типа, содержащем корпус с ниппелем и продувочными каналами, режущие элементы с двумя рядами твердосплавного вооружения выполнены с углом поворота β в сторону вращения на 10°, с двумя различными диаметрами вооружения, определяемыми по формуле:
где:
d2 - меньший диаметр, м
d - больший диаметр, м;
H - ширина дискового элемента, м.
при угле наклона α твердосплавных зубков 30°-50°.
Между отличительными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь:
Выполнение дисковых элементов с двумя рядами вооружения различного диаметра и углом наклона твердосплавных зубков 30°-50°, позволяет увеличить ресурс стойкости вооружения долота в породах с f=8 и пропластками крепких пород с f=10-12,
Поворот режущих элементов в сторону резания на угол Р в 10° в сторону вращения, увеличивает мощность резания и тем самым повышает его эффективность.
Устойчивый режим работы зубчато-дисковых шарошек, т.е. работа без заклинивания, обеспечивается при соблюдении условия МШ>МТ, где Мш - момент, вращающий зубчато-дисковую шарошку вокруг своей оси, МТ - суммарный момент трения противодействующий моменту Мш. Выполнение дисковых элементов в виде конуса с двумя различными диаметрами твердосплавного вооружения оптимизирует конструктивные параметры долота и снижает усилие резания вторым рядом вооружения, а следовательно и момент МТ. При этом оптимизируется процесс бурения: сохраняется устойчивый режим зубчато-дисковых шарошек и увеличивается скорость бурения скважины.
Предложенное оснащение дисковых элементов двумя рядами вооружения с различными диаметрами исключает основную причину преждевременного выхода из строя бурового долота, а именно быстрый износ твердосплавного вооружения, за счет увеличения пятна контакта зубков с горной породой.
Угол наклона α твердосплавных зубков в 30°-50° обеспечивает более глубокое их внедрение в горную породу, а также позволяет увеличить усилие резания и тем самым увеличить скорость бурения. Вышесказанное поясняется формулой:
где Рос - осевое усилие прикладываемое к долоту, кН; а - угол наклона твердосплавных зубков, град.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: Фиг. 1 - Схема общего вида шарошечно-дискового долота, Фиг. 2 - Расположение дисковых элементов в корпусе (разрез А-А фиг. 1), Фиг. 3 - Расположение твердосплавных зубков на режущем элементе.
Заявленное буровое долото (фиг. 1, фиг. 2) содержит однодетальный (на основе литья или штамповки) корпус 1 с ниппелем 2 и продувочными каналами 3. На корпусе размещены лапы 4. В лапах установлены режущие элементы 5 с пальцами 6.
Эксплуатацию долота режуще-вращательного типа начинают с операции оснащения его режущими элементами 5, тип вооружения которых соответствует физико-механическим свойствам горных пород карьера или шахты. Операция включает соединение режущих элементов 5 с лапами долота 4 с помощью пальцев 6.
Работа двухрядного вооружения 7 с двумя различными диаметрами заключается в следующем. При бурении ряд вооружения с меньшим диаметром разрушает горную породу, создавая тем самым более благоприятные условия разрушения для второго ряда вооружения с большим диаметром, а именно ослабление горных пород и более глубокое внедрение вооружения в горную породу.
Угол наклона твердосплавных зубков выбирают в зависимости от коэффициента крепости буримых горных пород f, который определяет глубину внедрения долота в породу за один оборот, а следовательно, и скорость проходки. С учетом принятых режимов бурения рациональный угол наклона твердосплавных зубков к забою скважины выбирают по таблице 1.
Перечисленные особенности построения и работы предлагаемого долота решают проблему увеличения области рационального их применения на породах с f=8 и пропластками крепких пород с f=10-12.
В целом промышленное применение предложенного долота с новым устройством режущих элементов обеспечивает значительный экономический и технологический эффект за счет применения новой конструкции дисковых элементов.
Claims (7)
- Буровое долото режуще-вращательного типа, содержащее корпус с ниппелем и продувочными каналами, режущие элементы с двумя рядами твердосплавного вооружения, отличающееся тем, что режущие элементы выполнены с углом поворота β в сторону вращения на 10°, с двумя различными диаметрами вооружения, определяемыми по формуле
- где:
- d2 – меньший диаметр, м
- d – больший диаметр, м;
- H – ширина дискового элемента, м,
- при угле наклона α твердосплавных зубков 30-50°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129831A RU2631948C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Буровое долото режуще-вращательного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129831A RU2631948C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Буровое долото режуще-вращательного типа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631948C1 true RU2631948C1 (ru) | 2017-09-29 |
Family
ID=60040640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129831A RU2631948C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Буровое долото режуще-вращательного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631948C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746723C1 (ru) * | 2020-07-21 | 2021-04-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Буровое долото режуще-вращательного типа |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU231467A1 (ru) * | ||||
US2235548A (en) * | 1940-04-01 | 1941-03-18 | B C Connell | Bit for drilling well bores |
SU144801A1 (ru) * | 1961-07-04 | 1961-11-30 | С.И. Мильковицкий | Шарошка с самоочищающимис зубь ми дл буров большого диаметра |
RU2117130C1 (ru) * | 1996-06-17 | 1998-08-10 | Красноярская государственная академия цветных металлов и золота | Дисковое долото фрезерного типа |
RU2264521C1 (ru) * | 2004-07-26 | 2005-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" | Буровое долото режуще-вращательного типа |
WO2015085212A1 (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | National Oilwell DHT, L.P. | Drilling systems and hybrid drill bits for drilling in a subterranean formation and methods relating thereto |
-
2016
- 2016-07-20 RU RU2016129831A patent/RU2631948C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU231467A1 (ru) * | ||||
US2235548A (en) * | 1940-04-01 | 1941-03-18 | B C Connell | Bit for drilling well bores |
SU144801A1 (ru) * | 1961-07-04 | 1961-11-30 | С.И. Мильковицкий | Шарошка с самоочищающимис зубь ми дл буров большого диаметра |
RU2117130C1 (ru) * | 1996-06-17 | 1998-08-10 | Красноярская государственная академия цветных металлов и золота | Дисковое долото фрезерного типа |
RU2264521C1 (ru) * | 2004-07-26 | 2005-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" | Буровое долото режуще-вращательного типа |
WO2015085212A1 (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | National Oilwell DHT, L.P. | Drilling systems and hybrid drill bits for drilling in a subterranean formation and methods relating thereto |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746723C1 (ru) * | 2020-07-21 | 2021-04-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Буровое долото режуще-вращательного типа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108625788B (zh) | 一种新型pdc、牙轮复合钻头 | |
RU2631948C1 (ru) | Буровое долото режуще-вращательного типа | |
RU2413833C1 (ru) | Буровой инструмент (его варианты) | |
JP2018076734A (ja) | 穿孔ビット、及び掘削装置 | |
RU2427700C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2696741C1 (ru) | Лопастное долото с износостойкой режущей структурой (варианты) | |
CN205840789U (zh) | 一种全覆盖型牙轮掌片 | |
RU190484U1 (ru) | Долото для бурения | |
RU2694872C1 (ru) | Буровое долото | |
RU2543226C2 (ru) | Способ расширения и калибрования ствола скважины | |
RU2567260C1 (ru) | Буровое долото | |
RU120995U1 (ru) | Шнековый бур | |
RU131408U1 (ru) | Долото | |
RU129988U1 (ru) | Узел крепления режущего инструмента | |
RU163879U1 (ru) | Головка бурильная | |
RU2690980C1 (ru) | Одношарошечное долото | |
RU2603308C1 (ru) | Буровое долото | |
CN111720060A (zh) | 冲击切削复合双级钻头 | |
RU2764761C1 (ru) | Долото для бурения | |
RU2638349C1 (ru) | Буровое долото | |
RU139317U1 (ru) | Лопасть лопастного долота | |
RU2573878C1 (ru) | Долото для вращательного бурения | |
RU100545U1 (ru) | Буровое долото | |
CN210033296U (zh) | 一种外螺纹球齿钎头 | |
RU2470135C1 (ru) | Буровое долото |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190721 |