RU97432U1 - SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT - Google Patents

SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT Download PDF

Info

Publication number
RU97432U1
RU97432U1 RU2010110335/03U RU2010110335U RU97432U1 RU 97432 U1 RU97432 U1 RU 97432U1 RU 2010110335/03 U RU2010110335/03 U RU 2010110335/03U RU 2010110335 U RU2010110335 U RU 2010110335U RU 97432 U1 RU97432 U1 RU 97432U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
bit
screw
angle
replaceable
Prior art date
Application number
RU2010110335/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Бей
Алексей Евгеньевич Кравченко
Владимир Юрьевич Бебенин
Владимир Иванович Черкасов
Владислав Иванович Антонишин
Сергей Николаевич Мягков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Московский опытный завод буровой техники"
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 Закрытое акционерное общество "Московский опытный завод буровой техники" filed Critical Закрытое акционерное общество "Московский опытный завод буровой техники"
Priority to RU2010110335/03U priority Critical patent/RU97432U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU97432U1 publication Critical patent/RU97432U1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Совокупность полезных моделей, связанных одним творческим замыслом, относится к горной промышленности, в частности к буровым лопастным долотам и может быть использована при создании шнековых лопастных долот для бурения сплошным забоем гидрогеологических, геологоразведочных, дренажных, буроинъекционных и других скважин технического назначения, а также при создании шнековых буров. Шнековое лопастное долото, содержащее корпус с хвостовиком многогранной формы, несущую трубу шнека с ребордой и лопасти, в котором лопасти состоят из отдельных сменных пластинчатых элементов со сменными породоразрушающими резцами, угол подъема спиральной линии, образованной периферийными торцами сменных пластинчатых элементов лопасти, по которой монтируются породоразрушающие резцы лопастного долота, равен углу подъема спирали реборды шнека, а угловое смещение каждого последующего сменного пластинчатого элемента лопасти относительно первого в радиальной плоскости имеет вид ряда последовательных чисел α, 2α…nα и направлено в сторону вращения долота, угол α определяется из выражения α=180/n, где n - количество сменных пластинчатых элементов, составляющих лопасть. Заявленная полезная модель обеспечивает повышение производительности бурения на 10-12% по сравнению с известными аналогами. Сменный пластинчатый элемент лопасти шнекового лопастного долота выполнен в виде фигуры сложной формы с центральным отверстием многогранной формы (предпочтительно - шестигранной), монтажная ось которого в каждом последующем сменном пластинчатом элементе в радиальной плоскости смещена на угол α относительно выше расположенного сменного пластинчатого элемента, при этом, сменный пластинчатый элемент состоит из двух равновеликих плеч - правого и левого относительно центра долота с пазами на периферийных частях, в которых монтируются сменные резцы, задние поверхности пазов лежат в плоскостях под углом γ=15-30° к плоскости забоя скважины и направлены в сторону вращения долота, а передние грани плеч выполнены с положительным наклоном по отношению к плоскости забоя скважины, угол которого равен углу подъема спирали реборды шнека, R∂ - высота сменного пластинчатого элемента h и их количество n, составляющих лопасть, определяются аналитическими выражениями h=S/2n и n=R∂/, где S- шаг спирали реборды шнека, R∂ - радиус шнекового долота, - ширина резца на пластинчатом элементе. Размещение резцов на каждом сменном пластинчатом элементе лопасти на равных расстояниях от центра долота способствует равномерному распределению усилий от крутящего момента, увеличивая их ресурс по сравнению с известными аналогами. Кроме того, в зависимости от количества сменных пластинчатых элементов в долоте можно получить долота различного диаметра с соответствующими диаметрами шнеков. 2 н.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил. The set of useful models related by one creative concept relates to the mining industry, in particular to drill blade bits and can be used to create auger blade bits for continuous drilling of hydrogeological, geological exploration, drainage, boreinjection and other technical wells, as well as when creating auger drills. A screw blade chisel containing a housing with a multi-faceted shank, bearing a screw pipe with a flange and blades, in which the blades consist of separate replaceable plate elements with replaceable rock cutting tools, the angle of elevation of the spiral line formed by the peripheral ends of the replaceable plate elements of the blade along which rock cutting the cutters of the blade bit is equal to the angle of elevation of the spiral of the flange of the screw, and the angular displacement of each subsequent interchangeable plate element of the blade relative but the first in the radial plane has the form of a series of consecutive numbers α, 2α ... nα and is directed towards the rotation of the bit, the angle α is determined from the expression α = 180 / n, where n is the number of replaceable plate elements that make up the blade. The claimed utility model provides an increase in drilling productivity by 10-12% compared with well-known analogues. The replaceable blade element of the blade of the screw blade bit is made in the form of a complex shape with a central hole of a polyhedral shape (preferably hexagonal), the mounting axis of which in each subsequent replaceable plate element in the radial plane is offset by an angle α relative to the located replaceable plate element, while interchangeable plate element consists of two equal shoulders - the right and left relative to the center of the bit with grooves on the peripheral parts in which are mounted These incisors, the back surfaces of the grooves lie in planes at an angle γ = 15-30 ° to the bottom face of the well and are directed towards the rotation of the bit, and the front shoulder faces are made with a positive slope with respect to the bottom face of the well, the angle of which is equal to the angle of elevation of the flange spiral screw, R∂ is the height of the interchangeable plate element h and their number n constituting the blade are determined by the analytical expressions h = S / 2n and n = R∂ / where S is the spiral pitch of the screw flanges, R∂ is the radius of the screw bit, - the width of the cutter on the plate element. The placement of the cutters on each interchangeable blade element of the blade at equal distances from the center of the bit contributes to an even distribution of forces from the torque, increasing their service life in comparison with the known analogues. In addition, depending on the number of interchangeable plate elements in the bit, you can get bits of different diameters with the corresponding diameters of the screws. 2 n.p. f-ly, 2 z.p. crystals, 1 tab., 3 ill.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к буровым лопастным долотам и может быть использована при создании шнековых лопастных долот для бурения сплошным забоем гидрогеологических, геологоразведочных, дренажных, буроинъекционных и других скважин технического назначения, а также при создании шнековых буров.The utility model relates to the mining industry, in particular to drilling paddle bits and can be used to create auger blade bits for continuous drilling of hydrogeological, exploration, drainage, injection and other wells for technical purposes, as well as when creating auger drills.

Из уровня техники известно буровое лопастное долото, содержащее корпус с замком и ступенчатые лопасти, передние грани которых армированы породоразрушающими элементами, расположенными под углом к оси долота /1/.From the prior art it is known a drill blade, containing a housing with a lock and stepped blades, the front faces of which are reinforced with rock cutting elements located at an angle to the axis of the bit / 1 /.

Недостатком аналога является отсутствие радиального смещения породоразрушающих элементов лопасти, что создает дополнительное сопротивление движению разрушенной породы по ее поверхности.The disadvantage of the analogue is the lack of radial displacement of the rock-cutting elements of the blade, which creates additional resistance to the movement of the destroyed rock on its surface.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является бурильный инструмент для вращательного бурения скважин, содержащий корпус с двухзаходными спиральными лопастями и закрепленными к лопастям по радиальным линиям ступенчато с возможностью перекрытия друг друга под разными углами к вертикальной плоскости резцами /2/. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved result is a drilling tool for rotary drilling of wells, comprising a body with two-way spiral blades and fixed to the blades along radial lines stepwise with the possibility of overlapping each other at different angles to the vertical plane with cutters / 2 /. This technical solution was made as a prototype.

Недостатком прототипа является выпукло-вогнутая форма забоя скважины, образуемая резцами лопасти, при которой один из резцов работает полностью в условиях зажатой среды, являющейся наихудшим, из всех известных, условием разрушения горной породы, и незначительные углы смещения резцов в радиальной плоскости относительно друг друга в сторону вращения долота, создающие дополнительное сопротивление движению разрушенной породы по поверхности лопасти.The disadvantage of the prototype is a convex-concave shape of the bottom of the well, formed by the cutters of the blade, in which one of the cutters works completely in a clamped environment, which is the worst of all known conditions for the destruction of the rock, and insignificant angles of displacement of the cutters in the radial plane relative to each other in the direction of rotation of the bit, creating additional resistance to the movement of the destroyed rock along the surface of the blade.

Задача, решаемая полезной моделью в части шнековое лопастное долото заключается в обеспечении облегченных условий разрушения горной породы без дополнительного сопротивления ее движению по поверхности лопасти.The problem solved by the utility model in terms of a screw blade is to provide lightweight conditions for the destruction of the rock without additional resistance to its movement along the surface of the blade.

Технический результат состоит в увеличении производительности бурения на 10-12% и возможности использования долота для бурения скважин различного диаметра.The technical result consists in increasing drilling productivity by 10-12% and the possibility of using a bit for drilling wells of various diameters.

Достижению технического результата в части шнекового лопастного долота способствует то, что шнековое лопастное долото, содержащее корпус с хвостовиком многогранной формы, несущую трубу шнека с ребордой и лопасти, в котором лопасти состоят из отдельных сменных пластинчатых элементов со сменными породоразрушающими резцами, при этом угол подъема спиральной линии, образованной периферийными торцами сменных пластинчатых элементов лопасти, по которой монтируются породоразрушающие резцы лопастного долота, равен углу подъема спирали реборды шнека, а угловое смещение каждого последующего пластинчатого элемента лопасти относительно первого в радиальной плоскости имеет вид ряда последовательных чисел α, 2α…nα и направлено в сторону вращения долота, угол α определяется из выражения α=180/n, где n- количество пластинчатых элементов, составляющих лопасть.The achievement of the technical result in the part of the screw blade bit is facilitated by the fact that the screw blade bit containing a housing with a multi-faceted shank, the supporting screw pipe with a flange and blades, in which the blades consist of separate replaceable plate elements with replaceable rock cutting tools, with the spiral angle the line formed by the peripheral ends of the interchangeable blade elements of the blade along which the rock-cutting incisors of the blade bit are mounted is equal to the angle of elevation of the spiral helix auger screw, and the angular displacement of each subsequent blade element of the blade relative to the first in the radial plane has the form of a series of consecutive numbers α, 2α ... nα and is directed towards the rotation of the bit, the angle α is determined from the expression α = 180 / n, where n is the number of plate elements constituting the blade.

Из уровня техники известно долото для вращательного бурения, содержащее корпус с закрепленными на нем ребордами шнека и резцами на торцах реборд /3/.The prior art bit for rotary drilling, comprising a housing with a fixed screw flanges and cutters on the ends of the flanges / 3 /.

Недостатком аналога является невозможность применения долота с шнеками различного диаметра и несоответствие угла установки резцов углу подъема спиралей реборд шнека, что создает дополнительное сопротивление движению разрушенной горной породы на реборды шнека.The disadvantage of the analogue is the impossibility of using a bit with screws of various diameters and the inconsistency of the angle of installation of the cutters to the angle of elevation of the spirals of the screw flanges, which creates additional resistance to the movement of the destroyed rock on the screw flanges.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является лопастное долото содержащее корпус и лопасти, состоящие из пластинчатых элементов в виде консольных балок защемленных с одного конца на корпусе долота, на периферийных частях которых смонтированы сменные резцы, при этом, пластинчатые элементы имеют угловое смещение в радиальной плоскости относительно друг друга /4/. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved result is a blade bit containing a housing and blades, consisting of plate elements in the form of cantilever beams pinched from one end on the bit body, on the peripheral parts of which replaceable cutters are mounted, while the plate elements have an angular displacement in the radial plane relative to each other / 4 /. This technical solution was made as a prototype.

Недостатками прототипа являются: ненадежность пластинчатых элементов, выполненных в виде защемленных балок с консольной установкой рабочих органов долота, в результате чего реакция забоя скважины, возникающая от крутящий момента, воспринимается только консольными концами пластинчатых элементов, а высота и угловое смещение пластинчатых элементов лопасти не связаны ни с одним из параметров долота.The disadvantages of the prototype are: the unreliability of the plate elements made in the form of pinched beams with a cantilever installation of the working bodies of the bit, as a result of which the reaction of the borehole bottom resulting from torque is perceived only by the cantilever ends of the plate elements, and the height and angular displacement of the plate elements of the blade are not connected with one of the parameters of the bit.

Задача, решаемая полезной моделью в части сменный пластинчатый элемент лопасти шнекового лопастного долота заключается в увеличении надежности сменных пластинчатых элементов, а также обеспечение углового смещения одного пластинчатого элемента лопасти относительно другого на угол α.The problem solved by the utility model in terms of a replaceable blade element of a blade of a screw blade bit is to increase the reliability of replaceable plate elements, as well as providing an angular displacement of one blade element of the blade relative to another by an angle α.

Технический результат состоит в увеличении рабочего ресурса сменных пластинчатых элементов шнекового лопастного долота и возможность использования одного долота с шнеками различного диаметра.The technical result consists in increasing the working life of interchangeable plate elements of a screw blade bits and the possibility of using one bit with screws of different diameters.

Указанный технический результат достигается тем, что сменный пластинчатый элемент лопасти шнекового лопастного долота (далее - сменный пластинчатый элемент) выполнен в виде фигуры сложной формы с центральным отверстием многогранной формы (предпочтительно - шестигранной), монтажная ось которого в каждом последующем сменном пластинчатом элементе в радиальной плоскости смещена на угол α относительно выше расположенного сменного пластинчатого элемента, при этом, сменный пластинчатый элемент состоит из двух равновеликих плеч - правого и левого относительно центра долота с пазами на периферийных частях, задние поверхности которых лежат в плоскостях под углом γ=15-30° к плоскости забоя скважины и направлены в сторону вращения долота, а передние грани плеч выполнены с положительным наклоном по отношению к плоскости забоя скважины, угол которого равен углу подъема спирали реборды шнека β, высота сменного пластинчатого элемента h и их количество n, составляющих лопасть, определяются аналитическими выражениями h=S/2n и n=R∂/, где S- шаг спирали реборды шнека, R∂ - радиус шнекового долота, - ширина резца на сменном пластинчатом элементе.The specified technical result is achieved by the fact that the replaceable plate element of the blade of the screw blade bit (hereinafter referred to as the replaceable plate element) is made in the form of a complex shape with a central hole of a polyhedral shape (preferably hexagonal), the mounting axis of which in each subsequent replaceable plate element in the radial plane offset by an angle α relative to the located interchangeable plate element, while the interchangeable plate element consists of two equal shoulders - the right and left centered on the center of the bit with grooves on the peripheral parts, the rear surfaces of which lie in planes at an angle γ = 15-30 ° to the bottom face of the well and are directed towards the rotation of the bit, and the front shoulder faces are made with a positive slope relative to the bottom face of the well, whose angle is equal to the angle of elevation of the screw flange of the screw β, the height of the removable plate element h and their number n constituting the blade are determined by the analytical expressions h = S / 2n and n = R∂ / where S is the spiral pitch of the screw flanges, R∂ is the radius of the screw bit, - the width of the cutter on a removable plate element.

Полезная модель поясняется чертежами. На Фиг.1 представлен общий вид шнекового лопастного долота; на Фиг.2 сечение по А-А на Фиг.1; на Фиг.3 "а" первый сменный пластинчатый элемент; на Фиг.3"б" второй сменный пластинчатый элемент; на Фиг.3"в"третий сменный пластинчатый элемент.The utility model is illustrated by drawings. Figure 1 presents a General view of a screw blade bits; figure 2 section along aa in figure 1; figure 3 "a" the first interchangeable plate element; figure 3 "b" the second interchangeable plate element; figure 3 "in" the third interchangeable plate element.

Перечень позиций:The list of positions:

1. Корпус шнекового лопастного долота.1. The housing of the screw blade bits.

2. Отверстие в корпусе долота, соосное с отверстием в несущей трубе шнека.2. The hole in the body of the bit, coaxial with the hole in the bearing pipe of the screw.

3. Несущая труба шнека.3. The supporting pipe of the screw.

4. Реборда шнека.4. Auger ribs.

5. Хвостовик шнека.5. Shank of the screw.

6. Сменный пластинчатый элемент:6. Replaceable plate element:

h - высота пластинчатого элемента;h is the height of the plate element;

n - количество пластинчатых элементов;n is the number of plate elements;

S - шаг спирали реборды шнека;S is the spiral pitch of the auger flanges;

R∂ - радиус шнекового долота;R∂ is the radius of the screw bit;

- ширина рабочего органа (резца) лопасти долота; - the width of the working body (cutter) of the blade;

α - угловое смещение каждого последующего сменного пластинчатого элемента относительно предыдущего в радиальной плоскости;α is the angular displacement of each subsequent interchangeable plate element relative to the previous in the radial plane;

β - угол подъема спирали реборды шнека;β is the angle of elevation of the spiral of the flange of the screw;

γ - угол задней поверхности паза сменного пластинчатого элемента к плоскости забоя скважины;γ is the angle of the back surface of the groove of the interchangeable plate element to the plane of the bottom hole;

0 - центр долота.0 - the center of the bit.

7. Породоразрушающие резцы.7. Rock cutting tools.

8. Многогранное отверстие в сменном пластинчатом элементе.8. The multifaceted hole in the interchangeable plate element.

9. Правое плечо сменного пластинчатого элемента9. The right shoulder of the interchangeable plate element

10. Левое плечо сменного пластинчатого элемента.10. The left shoulder of the interchangeable plate element.

11. Задняя поверхность паза на периферийной части сменного пластинчатого элемента.11. The rear surface of the groove on the peripheral part of the interchangeable plate element.

12. Передняя грань правого и левого плеч сменного пластинчатого элемента.12. The front face of the right and left shoulders of the interchangeable plate element.

Шнековое лопастное долото (далее - долото) представлено на Фиг.1. Долото состоит из корпуса 1 (Фиг.2) с отверстием 2 (Фиг.1) для крепления несущей трубы шнека 3 (Фиг.1) с хвостовиком корпуса 1 (на Фиг.1 и Фиг.2 не показан), несущей трубы шнека 3 (Фиг.1) с ребордой 4 (Фиг.1) и хвостовиком 5 (Фиг.1), пластинчатых элементов 6 (Фиг.1) со сменными породоразрушающими резцами 7 (далее - резцы) (Фиг.1). Угол подъема спиральной линии, образованной периферийными торцами сменных пластинчатых элементов 6 (Фиг.1), по которой монтируются резцы долота, равен углу подъема спирали реборды шнека β (Фиг.1, Фиг.3"а", 3"б" и 3"в"), а угловое смещение каждого последующего сменного пластинчатого элемента лопасти α (Фиг.3"б") относительно первого (Фиг.3"а") в радиальной плоскости имеет вид ряда последовательных чисел α, 2α…nα и направлено в сторону вращения долота, а угол α определяется из выражения α=180/n, где n - количество сменных пластинчатых элементов, составляющих лопасть.The screw blade chisel (hereinafter referred to as the chisel) is shown in FIG. 1. The bit consists of a housing 1 (Fig. 2) with an opening 2 (Fig. 1) for fastening the bearing pipe of the screw 3 (Fig. 1) with a shank of the housing 1 (not shown in Fig. 1 and Fig. 2), the supporting pipe of the screw 3 (Fig. 1) with a flange 4 (Fig. 1) and a shank 5 (Fig. 1), lamellar elements 6 (Fig. 1) with replaceable rock cutting tools 7 (hereinafter referred to as cutters) (Fig. 1). The angle of elevation of the spiral line formed by the peripheral ends of the interchangeable plate elements 6 (Fig. 1), along which the cutters of the bit are mounted, is equal to the angle of elevation of the spiral flanges of the screw β (Figure 1, Fig. 3 "a", 3 "b" and 3 " c), and the angular displacement of each subsequent interchangeable blade element of the blade α (Fig.3 "b") relative to the first (Fig.3 "a") in the radial plane has the form of a series of consecutive numbers α, 2α ... nα and is directed in the direction of rotation bit, and the angle α is determined from the expression α = 180 / n, where n is the number of removable plate elements that make up blade.

Сменный пластинчатый элемент лопасти шнекового лопастного долота 6 представлен на (Фиг.3). Пластинчатый элемент имеет центральное отверстие многогранной формы 8 (Фиг.3) (предпочтительно - шестигранное), ось которого в каждом последующем после первого (Фиг.3"а") сменном пластинчатом элементе 6 смещена относительно монтажной оси лопасти (Фиг.3) на угол α (Фиг.3"б"), правое 9 (Фиг.3) и левое 10 (Фиг.3) плечи от центра долота О, на концах которых выполнены пазы 13 (Фиг.3) с задними поверхностями 11 (Фиг.3), которые лежат в плоскостях под углом γ=15-30° (Фиг.3"а", 3"б" и 3"в") к плоскости забоя скважины и направлены в сторону вращения долота, а передние грани плеч выполнены с положительным наклоном по отношению к плоскости забоя скважины, угол которого равен углу подъема спирали реборды шнека β. Высота сменного пластинчатого элемента h (Фиг.3"а", 3"б" и 3"в") и количество n сменных пластинчатых элементов 6, составляющих лопасть, определяются аналитическими выражениями h=S/2n и n=R∂/, где S- шаг спирали реборды шнека (Фиг.1), R∂ - радиус шнекового долота (Фиг.2), - ширина резца на сменном пластинчатом элементе (Фиг.1).Replaceable plate element of the blade of the auger blade bit 6 is presented in (Figure 3). The plate element has a central hole of a polyhedral shape 8 (Figure 3) (preferably hexagonal), the axis of which in each subsequent after the first (Figure 3 "a") replaceable plate element 6 is offset relative to the mounting axis of the blade (Figure 3) α (Figure 3 "b"), right 9 (Figure 3) and left 10 (Figure 3) shoulders from the center of the bit O, at the ends of which grooves 13 (Figure 3) are made with the rear surfaces 11 (Figure 3 ), which lie in planes at an angle γ = 15-30 ° (Fig. 3 "a", 3 "b" and 3 "c") to the bottom face of the well and are directed in the direction of rotation of the bit, and the front edges of the shoulders Execute with a positive slope in relation to the borehole bottom plane, which angle equals the angle of ascent β of the screw spiral flanges. The height of the interchangeable plate element h (Fig. 3 "a", 3 "b" and 3 "c") and the number n of interchangeable plate elements 6 constituting the blade are determined by the analytical expressions h = S / 2n and n = R∂ / where S is the spiral pitch of the auger flanges (Figure 1), R∂ is the radius of the screw bit (Figure 2), - the width of the cutter on a removable plate element (Figure 1).

Пример 1.Example 1

Произведем расчет углового смещения отдельного сменного пластинчатого элемента лопасти в радиальной плоскости α для шнекового долота например диаметром 430 мм. У долота диаметром 430 мм диаметр реборды шнека должен быть 420 мм (стандартный диаметр). Шаг спирали реборды может быть от 280 до 500 мм. Мы произведем расчет угла α для шага спирали реборды равном 400 мм. Ширина резца на сменном пластинчатом элементе (например твердосплавная пластина формы Т-25) равна 25 мм. Тогда количество сменных пластинчатых элементов на лопасти n=R∂/ равно 8, высота сменного пластинчатого элемента h=S/2n на равна 400/16=25 мм, а угол α равен 180°/8=22,5°. Все эти параметры взаимосвязаны при построении спиральной линии, по которой монтируются резцы долота.Let us calculate the angular displacement of a separate interchangeable blade element of the blade in the radial plane α for a screw bit, for example, with a diameter of 430 mm. A bit with a diameter of 430 mm has a screw flange diameter of 420 mm (standard diameter). The pitch of the spiral flanges can be from 280 to 500 mm. We will calculate the angle α for the pitch of the flange spiral equal to 400 mm. Cutter width on interchangeable plate element (e.g. T-25 carbide plate) is 25 mm. Then the number of interchangeable plate elements on the blade n = R∂ / equal to 8, the height of the interchangeable plate element h = S / 2n is 400/16 = 25 mm, and the angle α is 180 ° / 8 = 22.5 °. All these parameters are interconnected when constructing a spiral line along which chisel cutters are mounted.

При полученных параметрах n, h и α угол подъемы спиральной линии, образованной периферийными торцами сменных пластинчатых элементов долота диаметром 430 мм, по которой монтируются сменные резцы долота, практически равен углу подъема спирали реборды шнека, что не создает дополнительных усилий движению разрушенной горной породы по поверхности лопасти долота, а высота сменного пластинчатого элемента лопасти равная 25 мм обеспечивает работу всех резцов в полублокированных, т.е. облегченных условиях, и увеличивает производительность бурения на 10-12%. Для сравнения приведем результаты бурения лопастными долотами диаметром 430 мм в горных породах V-VI категории по буримости при одинаковых параметрах режима бурения.With the obtained parameters n, h and α, the angle of elevation of the spiral line formed by the peripheral ends of the interchangeable plate elements of the bit with a diameter of 430 mm along which the replaceable chisels of the bit are mounted is practically equal to the angle of elevation of the spiral of the flange of the screw, which does not create additional efforts to move the destroyed rock over the surface bit blades, and the height of the replaceable blade element of the blade equal to 25 mm ensures the operation of all cutters in semi-blocked, i.e. lightweight conditions, and increases drilling productivity by 10-12%. For comparison, we present the results of drilling with 430 mm blades in drill rocks of category V-VI for drillability with the same parameters of the drilling mode.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p Сопоставляемые объектыMatching Objects Производительность бурения, м/часDrilling performance, m / h 1.one. Устройство-прототипPrototype device 5,25.2 2.2. Заявленное устройствоClaimed device 5,755.75

Как следует из таблицы №1, производительность бурения заявленным устройством на 10,5% выше производительности устройства-прототипа, что дает основание для утверждения о достижении заявленного технического результата.As follows from table No. 1, the drilling performance of the claimed device is 10.5% higher than the productivity of the prototype device, which gives reason to approve the achievement of the claimed technical result.

Шнековое лопастное долото работает следующим образом. На устье скважины к хвостовику (на Фиг.1 не показан) корпуса долота 1 (Фиг.2) подсоединяют несущую трубу шнека 3 (Фиг.1), совмещая отверстия 2 (Фиг.1) в хвостовике корпуса долота 1 (Фиг.2) и несущей трубе шнека 5 (Фиг.1), и фиксируют замковым пальцем (на Фиг.1 не показан). Затем собранное долото подсоединяют к вращателю бурового станка и, приложив к долоту осевое усилие, начинают с вращением опускать долото до поверхности горной породы. Забурив долото на всю его длину, производят наращивание бурового снаряда следующей секцией шнека и продолжают бурение скважины. Последовательно наращивая секции шнеков, проходят скважину до проектной глубины.Screw blade chisel works as follows. At the wellhead, to the liner (not shown in Fig. 1) of the bit body 1 (Fig. 2), the supporting pipe of the screw 3 (Fig. 1) is connected, aligning the holes 2 (Fig. 1) in the liner of the bit body 1 (Fig. 2) and the bearing tube of the screw 5 (Fig. 1), and is fixed with a locking finger (not shown in Fig. 1). Then the assembled bit is connected to the rotator of the drilling rig and, applying axial force to the bit, they begin to lower the bit with rotation to the surface of the rock. After drilling the bit over its entire length, the drill is extended by the next section of the screw and the drilling of the well continues. Consistently increasing the sections of the screws pass the well to the design depth.

Пример 2.Example 2

Сменный пластинчатый элемент лопасти шнекового лопастного долота 6 представлен на (Фиг.3). Сменный пластинчатый элемент имеет центральное отверстие многогранной формы 8 (Фиг.3) (предпочтительно - шестигранное), ось которого в каждом последующем после первого (Фиг.3"а") сменном пластинчатом элементе 6 смещена относительно монтажной оси лопасти (Фиг.3) на угол α (Фиг.3"б"), правое 9 (Фиг.3) и левое 10 (Фиг.3) плечи от центра долота O, на концах которых выполнены пазы 13 (Фиг.3) с задними поверхностями 11 (Фиг.3), которые лежат в плоскостях под углом γ=-15-30° (Фиг.3"а", 3"б" и 3"в") к плоскости забоя скважины и направлены в сторону вращения долота. Согласно теоретических исследований в области разрушения горных пород передний угол атаки резцов γ у долот, предназначенных для бурения пород IV категории по буримости, равен 25-30°, для бурения пород V категории 20-25° и для бурения пород VI категории 15-20°.Replaceable plate element of the blade of the auger blade bit 6 is presented in (Figure 3). The replaceable plate element has a central opening of a polyhedral shape 8 (Fig. 3) (preferably hexagonal), the axis of which in each subsequent after the first (Fig. 3 "a") replaceable plate element 6 is offset relative to the mounting axis of the blade (Fig. 3) by angle α (FIG. 3 “b”), right 9 (FIG. 3) and left 10 (FIG. 3) shoulders from the center of the bit O, at the ends of which grooves 13 (FIG. 3) with rear surfaces 11 (FIG. 3), which lie in planes at an angle γ = -15-30 ° (Fig. 3 "a", 3 "b" and 3 "c") to the bottom face of the well and are directed towards the rotation of the bit. According to theoretical studies in the field of rock destruction, the rake angle of incisors of γ incisors for bits intended for drilling category IV rocks by drillability is 25-30 °, for drilling rocks of category V 20-25 ° and for drilling rocks of category VI 15-20 ° .

Определим параметры n, h и α для долота например диаметром 470 мм с ребордой шнека диаметром 450 мм (стандартный диаметр) и шагом спирали реборды 500 мм. Лопасти долота армированы резцами формы Т-25 шириной 25 мм. Исходя из этих данных количество сменных пластинчатых элементов на каждой лопасти будет равно 235/25=9 (n=R∂/), оставшееся не пораженное пространство на забое скважины равное 10 мм определяет параметры рассечки, порода которой будет скалываться за счет радиального биения долота при бурении. Высота сменных пластинчатых элементов на каждой лопасти будет равна 500/18=27,8 мм (h=S/2n). Угол радиального смещения отдельного сменного пластинчатого элемента лопасти в радиальной плоскости α будет равен 180°/9=20°.We define the parameters n, h and α for a bit, for example, with a diameter of 470 mm with a screw flange with a diameter of 450 mm (standard diameter) and a spiral pitch of the flange of 500 mm. The blade blades are reinforced with cutters of the T-25 shape with a width of 25 mm. Based on these data, the number of interchangeable plate elements on each blade will be equal to 235/25 = 9 (n = R∂ / ), the remaining unaffected space at the bottom of the well equal to 10 mm determines the parameters of the cut, the rock of which will be chipped off due to the radial runout of the bit during drilling. The height of the interchangeable plate elements on each blade will be 500/18 = 27.8 mm (h = S / 2n). The angle of radial displacement of an individual interchangeable blade element of the blade in the radial plane α will be 180 ° / 9 = 20 °.

При полученных параметрах n, h и α угол подъемы спиральной линии, образованной периферийными торцами сменных пластинчатых элементов долота диаметром 470 мм, по которой монтируются сменные резцы долота, практически равен углу подъема спирали реборды шнека, что не создает дополнительных усилий движению разрушенной горной породы по поверхности лопасти долота. Размещение резцов на каждом сменном пластинчатом элементе лопасти на равных радиусах симметрично по отношению друг к другу способствует равномерному распределению усилий от крутящего момента, увеличивая их ресурс. Кроме того, в зависимости от количества сменных пластинчатых элементов в долоте можно получить долота различного диаметра с соответствующими диаметрами шнеков. Сказанное дает основание для утверждения о достижении заявленного технического результата.With the obtained parameters n, h, and α, the elevation angle of the spiral line formed by the peripheral ends of the interchangeable plate elements of the bit with a diameter of 470 mm along which the interchangeable bit cutters are mounted is almost equal to the angle of elevation of the screw flange spiral, which does not create additional efforts to move the destroyed rock over the surface chisel blades. The placement of the cutters on each interchangeable blade element of the blade at equal radii symmetrically with respect to each other contributes to an even distribution of forces from the torque, increasing their service life. In addition, depending on the number of interchangeable plate elements in the bit, you can get bits of different diameters with the corresponding diameters of the screws. The foregoing provides a basis for approval of the achievement of the claimed technical result.

Источники информации.Information sources.

1. А.с. СССР №1366627, Кл. Е21В 10/42. Опубл. 15.01.1988. Бюл. №21. A.S. USSR No. 1366627, Cl. ЕВВ 10/42. Publ. 01/15/1988. Bull. Number 2

2. Патент РФ №2004761. Кл. Е21В 10/42. Опубл. 15.12.1993. Бюл. №45-46 (прототип).2. RF patent No. 2004761. Cl. ЕВВ 10/42. Publ. 12/15/1993. Bull. No. 45-46 (prototype).

3. А.с. СССР №1765347. Кл. Е21В 10/04. Опубл. 30.09.1992. Бюл. №36.3. A.S. USSR No. 1765347. Cl. ЕВВ 10/04. Publ. 09/30/1992. Bull. Number 36.

4. Каталог фирмы ООО «Тетракон» «Буры конические» (прототип).4. The catalog of the company LLC Tetracon "Conical drills" (prototype).

Claims (4)

1. Шнековое лопастное долото, содержащее корпус многогранной формы с хвостовиком, несущую трубу шнека с ребордой и лопасти, отличающееся тем, что лопасти состоят из отдельных сменных пластинчатых элементов со сменными породоразрушающими резцами, при этом угол подъема спиральной линии, образованной периферийными торцами сменных пластинчатых элементов лопасти, по которой монтируются породоразрушающие резцы лопастного долота, равен углу подъема спирали реборды шнека, а угловое смещение каждого последующего сменного пластинчатого элемента лопасти относительно первого в радиальной плоскости имеет вид ряда последовательных чисел α, 2α, … ,nα. и направлено в сторону вращения долота, при этом угол α определяется из выражения α=180/n, где n - количество сменных пластинчатых элементов, составляющих лопасть.1. A screw blade chisel containing a multi-faceted body with a shank, carrying a screw pipe with a flange and blades, characterized in that the blades consist of separate replaceable plate elements with replaceable rock cutting tools, while the angle of elevation of the spiral line formed by the peripheral ends of the replaceable plate elements the blades along which the rock-cutting incisors of the blade bit are mounted is equal to the angle of the helix flange of the auger flange, and the angular displacement of each subsequent interchangeable blade element that the first blade relative to a radial plane has the form of a series of consecutive numbers α, 2α, ..., nα. and directed in the direction of rotation of the bit, while the angle α is determined from the expression α = 180 / n, where n is the number of removable plate elements that make up the blade. 2. Шнековое лопастное долото по п.1, отличающееся тем, что сменный пластинчатый элемент лопасти шнекового лопастного долота выполнен в виде фигуры сложной формы с центральным отверстием многогранной формы (предпочтительно - шестигранной), монтажная ось которого в каждом последующем сменном пластинчатом элементе в радиальной плоскости смещена на угол α относительно вышерасположенного сменного пластинчатого элемента, при этом сменный пластинчатый элемент состоит из двух равновеликих плеч - правого и левого относительно центра долота, а высота h и их количество n, составляющее лопасть, определяются аналитическими выражениями h=S/2n и n=R∂/
Figure 00000001
, где S - шаг спирали реборды шнека, R∂ - радиус шнекового долота,
Figure 00000002
- ширина породоразрушающего резца на сменном пластинчатом элементе.
2. The screw blade chisel according to claim 1, characterized in that the replaceable blade element of the blade of the screw blade chisel is made in the form of a complex shape with a central hole of a polyhedral shape (preferably hexagonal), the mounting axis of which in each subsequent replaceable plate element in the radial plane offset by an angle α relative to the upstream interchangeable plate element, while the interchangeable plate element consists of two equal shoulders - the right and left relative to the center of the bit, and in the height h and their number n constituting the blade are determined by the analytical expressions h = S / 2n and n = R∂ /
Figure 00000001
where S is the spiral pitch of the screw flange, R∂ is the radius of the screw bit,
Figure 00000002
- the width of the rock cutting tool on a removable plate element.
3. Шнековое лопастное долото по п.2, отличающееся тем, что сменный пластинчатый элемент на периферийных частях имеет пазы, задние поверхности которых лежат в плоскостях под углом γ=15-30° к плоскости забоя скважины и направлены в сторону вращения долота.3. The screw blade chisel according to claim 2, characterized in that the replaceable plate element on the peripheral parts has grooves whose rear surfaces lie in planes at an angle γ = 15-30 ° to the bottom face of the well and are directed in the direction of rotation of the bit. 4. Шнековое лопастное долото по п.2, отличающееся тем, что передние грани плеч сменных пластинчатых элементов выполнены с положительным наклоном по отношению к плоскости забоя скважины, угол которого равен углу подъема спирали реборды шнека β.
Figure 00000003
4. The screw blade chisel according to claim 2, characterized in that the front faces of the shoulders of the interchangeable plate elements are made with a positive inclination with respect to the bottom face of the well, the angle of which is equal to the angle of elevation of the helical flange of the screw β.
Figure 00000003
RU2010110335/03U 2010-03-19 2010-03-19 SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT RU97432U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110335/03U RU97432U1 (en) 2010-03-19 2010-03-19 SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110335/03U RU97432U1 (en) 2010-03-19 2010-03-19 SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU97432U1 true RU97432U1 (en) 2010-09-10

Family

ID=42800876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010110335/03U RU97432U1 (en) 2010-03-19 2010-03-19 SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU97432U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485276C1 (en) * 2011-12-26 2013-06-20 Закрытое акционерное общество "Торгово-промышленная компания "СПЕРАНЦА" Bit for hard rocks
CN107091056A (en) * 2017-05-11 2017-08-25 能诚集团有限公司 A kind of drill hammer and percussive drill
RU2723779C1 (en) * 2019-10-28 2020-06-17 Акционерное общество "Курганавторемонт" Rock cutting elements of cutting and cutting-chipping type

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485276C1 (en) * 2011-12-26 2013-06-20 Закрытое акционерное общество "Торгово-промышленная компания "СПЕРАНЦА" Bit for hard rocks
CN107091056A (en) * 2017-05-11 2017-08-25 能诚集团有限公司 A kind of drill hammer and percussive drill
CN107091056B (en) * 2017-05-11 2023-06-09 能诚集团有限公司 Percussion bit and percussion drill
RU2723779C1 (en) * 2019-10-28 2020-06-17 Акционерное общество "Курганавторемонт" Rock cutting elements of cutting and cutting-chipping type

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10508497B2 (en) Method and apparatus for reaming well bore surfaces nearer the center of drift
US8505634B2 (en) Earth-boring tools having differing cutting elements on a blade and related methods
RU2628359C2 (en) Cutting structures for a drill bit with fixed cutting tools
US9187958B2 (en) Reamer with improved performance characteristics in hard and abrasive formations
US20140048336A1 (en) Reamer with improved performance characteristics in hard and abrasive formations
RU97432U1 (en) SCREW VALVE CHISEL WITH LAMINED ELEMENT OF VANE OF AUGER VALVE BIT
US10557313B1 (en) Earth-boring bit
US10731422B2 (en) Hybrid cutting structures with blade undulations
CN108915620B (en) Forward-reverse spiral blade combined type landwaste burnisher
AU2015309212B2 (en) Drill bit with recessed cutting face
WO2019168905A1 (en) Earth-boring tools having pockets trailing rotationally leading faces of blades and having cutting elements disposed therein and related methods
US10914123B2 (en) Earth boring tools with pockets having cutting elements disposed therein trailing rotationally leading faces of blades and related methods
US3118511A (en) Rotary drill bits
EP3129577B1 (en) Ultra-high rop blade enhancement
US20130008724A1 (en) Drill bit with distributed force profile
US11002079B2 (en) Reaming tool and methods of using the reaming tool in a wellbore
US20190032411A1 (en) Earth-boring tools including cutting element profiles configured to reduce work rates
RU125615U1 (en) DRILL BIT
RU135699U1 (en) DRILLING PART OF THE DRILLING TOOL (OPTIONS)
RU53702U1 (en) THREE-FIRST CUTTER FOR DRILLING HOLES
RU131408U1 (en) BIT
US20240202407A1 (en) Drill bit optimizer
US7849940B2 (en) Drill bit having the ability to drill vertically and laterally
RU141752U1 (en) BLADE CHISEL
RU100545U1 (en) DRILL BIT

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120320