UA64190A

UA64190A - Rock-destruction instrument

Info

Publication number: UA64190A
Application number: UA2003032218A
Authority: UA
Inventors: Vitalii Semenovych Scherbachov; Ihor Yevdokymovych Danylchenko; Lidia Grygorivna Yurchenkova
Original assignee: Ukrainian State Geol Explorati
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-02-16

Abstract

The rock-destruction instrument has a drill crown, roll cutters and housing. The roll cutters are arranged as separate conical discs not interacting one with another, those form a truncated cone and are installed on a horizontal axle in the cavity of the crown.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до гірничої справи, зокрема, до породоруйнівного інструменту, що призначений для 2 буріння свердловин безкерновим способом.The invention relates to mining, in particular, to a rock-destroying tool intended for 2 drilling wells by the coreless method.

Відомі шарошково-алмазні долота, що складаються з шарошкового долота меншого діаметру, алмазної коронки, перехідника і з'єднувального корпусу. Для забезпечування безкернового буріння, в одних випадках у таких шарошково-алмазних долот шарошкове долото встановлюється всередені алмазної коронки безпосередньо над матрицею. В інших випадках матриця алмазної коронки встановлюється по зовнішній 70 поверхні шарошкового долота вище шарошок (Ю.С. Костин. Современньюе методь направленного бурения скважин. М. "Недра" 1981 стр. 87-90)There are known square-diamond bits, which consist of a small-diameter square bit, a diamond crown, an adapter and a connecting body. In order to ensure coreless drilling, in some cases, in such square diamond bits, the square bit is installed inside the center of the diamond crown directly above the matrix. In other cases, the matrix of the diamond crown is installed on the outer 70 surface of the chip bit above the chips (Y.S. Kostin. Sovremennyue method of directional drilling of wells. M. "Nedra" 1981, pp. 87-90)

Недоліком відомих шарошково-алмазних долот є те, що для розміщення всередині алмазної коронки шарошкового долота корпус і шарошки останнього піддаються попередньо механічній обробці, внаслідок чого штучно зменшується робочий ресурс шарошок і порушується міцність їх кріплення. Крім того, малі зазори між 729 корпусом коронки і шарошками приводять до частих розклинок останніх кусочками породи, що суттєво зменшує швидкість буріння і проходку за цикл.The disadvantage of known diamond diamond bits is that for placement inside the diamond crown of the diamond bit, the body and the stones of the latter are subjected to preliminary mechanical processing, as a result of which the service life of the stones is artificially reduced and the strength of their attachment is broken. In addition, the small clearances between the 729 crown body and the shroshkas lead to frequent cracking of the latter by pieces of rock, which significantly reduces the speed of drilling and penetration per cycle.

Разом з цим в даній конструкції в процесі роботи відбувається інтенсивний знос двох автономних породоруйнівних інструментів, вартість яких негативно впливає при безкерновому бурінні в міцних породах.At the same time, in this design, intensive wear of two autonomous rock-destroying tools occurs during operation, the cost of which has a negative impact on coreless drilling in hard rocks.

Найбільш близьким по технічній суті є буровий наконечник (патент США Мо3055443, 175-330, 1962), що включає порожнистий корпус з кільцеподібною ріжучою кромкою і жорстко прикріпленою до нього на горизонтальній осі шарошки.The closest in terms of technical essence is the drill tip (US patent Mo3055443, 175-330, 1962), which includes a hollow body with an annular cutting edge and a ball rigidly attached to it on the horizontal axis.

Цей буровий наконечник має великі габарити і призначений переважно для проходки нафтових свердловин в гірничих породах М-МІЇ категорії по буримості. Суттєвим недоліком такого бурового наконечника є значне віддалення шарошок від матриці коронки. Таке розміщення шарошок приводить до того, що в процесі буріння в 22 корпусі коронки створюється високий стовпчик керну, який під дією крутячого моменту, піддається « багатократному злому. По цій причині різко зменшується механічна швидкість заглиблення та проходка за рейс, і відбувається інтенсивний знос матриці.This drill tip has large dimensions and is mainly intended for drilling oil wells in mining rocks of the M-MI drillability category. A significant disadvantage of such a drill tip is the significant distance of the layers from the matrix of the crown. This placement of the layers leads to the fact that during the drilling process, a high pillar of the core is created in the crown body 22, which, under the action of the torque, is subject to "multiple breakage." For this reason, the mechanical speed of deepening and penetration per flight is sharply reduced, and intense wear of the matrix occurs.

Основним недоліком цього інструменту є те, що розміщення на кожній осі по одній цільній шарошці викликає часту заклинку їх гірничою породою, що негативно впливає на продуктивність і ресурс породоруйнівного о інструменту. Так як обидві шарошки посаджені на одну вісь, то конструктивно неможливо витримати конусність Ф) шарошок, конус виходив усіченим, а не завершеним у центрі забою. Невитриманість конусу приводить до різних лінійних швидкостей точок на твірній конуса, що, природно, викликає самогальмування шарошок, які в цьому -- випадку працювали як ріжучий інструмент, що приводить до аномального зносу шарошок і зниженню проходки. «ІThe main disadvantage of this tool is that the placement of one solid layer on each axis causes frequent jamming of them by rock, which negatively affects the productivity and resource of the rock-crushing tool. Since both cones are planted on the same axis, it is structurally impossible to withstand the conicity of the cones Ф), the cone came out truncated and not complete in the center of the slaughter. The instability of the cone leads to different linear velocities of the points on the base of the cone, which naturally causes self-braking of the cones, which in this case worked as a cutting tool, which leads to abnormal wear of the cones and reduced penetration. "AND

Метою даного винаходу є підвищення надійності і ефективності роботи породоруйнівного інструментуThe purpose of this invention is to increase the reliability and efficiency of the rock-destroying tool

Шляхом усунення вказаних недоліків. оBy eliminating the specified shortcomings. at

Вказана мета досягається тим, що в запропонованому породоруйнівному інструменті шарошковий кернокол, який розташовано в кільці коронки на знімній горизонтальній осі, виконаний складеним у вигляді окремих конічних дисків, зовнішні поверхні яких утворюють конус шарошки і не взаємодіють один з одним. «This goal is achieved by the fact that in the proposed rock-destructive tool, the ball core wheel, which is located in the ring of the crown on a removable horizontal axis, is made folded in the form of separate conical discs, the outer surfaces of which form a ball cone and do not interact with each other. "

В центральній частині по осі інструмента встановлена опорна пластина, що взаємодіє в верхній частині З 70 дерез опорний башмак з корпусом коронки, а її нижня частина армована твердим сплавом; опорна пластина с запобігає прогину осі, сприяє руйнуванню центральної частини забою і зачистці його від шламу.In the central part along the axis of the tool, a support plate is installed, interacting in the upper part of Z 70 with a support shoe with the crown body, and its lower part is reinforced with hard alloy; the support plate c prevents axis deflection, contributes to the destruction of the central part of the face and cleaning it of sludge.

Із» На фіг.1 приведено пропонований породоруйнівний інструмент, на фіг.2 - розріз по А-А на фіг.1.From" Fig. 1 shows the proposed rock-destroying tool, Fig. 2 shows a section along A-A in Fig. 1.

Породоруйнівний інструмент включає в себе серійну алмазну коронку 1, в якій горизонтально встановлена 49 вісь 2 (в попередньо засверлених в кільці коронки отворах), що фіксує перехід З, який з'єднує коронку з б бурильними трубами (не показано). На осі 2 вільно встановлено дискові конічні шарошки 4 різного діаметру, що «їз» утворюють в наборі по радіусу коронки усічений конус. По центру осі встановлена опорна пластина 5 з опорним башмаком 6, що попереджує прогин осі 2 і сприяє руйнуванню центральної частини забою. Причому торцева, - вільна частина пластини 5 виконана профільне у відповідності з профілем твірної шарошкового конусу іThe rock-breaking tool includes a serial diamond crown 1, in which 49 axis 2 is installed horizontally (in pre-drilled holes in the ring of the crown), which fixes the transition C, which connects the crown with b drill pipes (not shown). On the axis 2, disc-conical spheres 4 of different diameters are freely installed, which "drive" to form a truncated cone along the radius of the crown. A support plate 5 with a support shoe 6 is installed in the center of the axis, which prevents deflection of the axis 2 and contributes to the destruction of the central part of the butt. Moreover, the end - the free part of the plate 5 is made in profile in accordance with the profile of the generative cone cone and

Те) 20 армована твердим сплавом 7.Te) 20 reinforced with hard alloy 7.

Працює пристрій таким чином. На бурильній колоні породоруйнівний інструмент опускається в свердловину і с на відповідних геологічним умовам режимах проводиться буріння. При цьому коронка 1 формує стовпчик керну, який руйнується, взаємодіючи з шарошками. Стовпчик керну, звільнений від гірничого масиву серійним алмазним інструментом, легко руйнується керноломом виконаним у вигляді дискових шарошок і опорної пластини, навіть в 29 породах високої категорії буримості. в. Багатосекційний склад кожної шарошки дозволяє у випадку заклинювання однієї з секцій практично не впливати на роботу інших шарошок і на процес руйнування гірничої породи. В результаті механічна швидкість заглиблення забезпечується постійно на попередньому рівні В той же час складова конструкція породоруйнівного інструменту дозволяє оперативно і без значних витрат проводити заміну зношених в процесі 60 роботи породоруйнівних елементів.The device works like this. On the drill string, the rock-crushing tool is lowered into the well, and drilling is carried out in modes corresponding to the geological conditions. At the same time, the crown 1 forms a column of the core, which is destroyed, interacting with the cones. The column of the core, freed from the mining massif with a serial diamond tool, is easily destroyed by a core breaker made in the form of disk layers and a support plate, even in 29 rocks of a high roughness category. in. The multi-section composition of each layer allows, in the case of jamming of one of the sections, to practically not affect the work of other layers and the process of rock destruction. As a result, the mechanical speed of deepening is constantly ensured at the previous level. At the same time, the composite design of the rock-blasting tool allows you to quickly and without significant costs replace worn-out rock-blasting elements in the process of 60 work.

Джерела інформації. 1. Патент США Мо3055443, 175-330, 1962 2. Ю. С. Костин. Современнье методь!ї направленного бурения скважин. М. "Недра" 1981,стр.87-90. б5Sources. 1. US patent Mo3055443, 175-330, 1962 2. Yu. S. Kostin. Modern methods of directional well drilling. M. "Nedra" 1981, pp. 87-90. b5

Claims

The formula of the invention

1. A rock-breaking tool, including a drill bit, balls and a body, which differs in that the balls are made in the form of separate conical discs that do not interact with each other and form a truncated cone, | installed on a horizontal axis in the cavity of the crown.

2. A rock-crushing tool according to claim 1, which differs in that a support element in the form of a plate is installed on the axis of the cones, the upper part of which is connected to the body, and the free lower part is profiled at the level of the cones of the cones and reinforced with rock-crushing elements.

Z. The rock-breaking tool according to p. 1-7, which differs in that the spheres are installed above the matrix 70 of the crown. « «c) Zo F «- « (Se)

- and? (o) sh» - se) (42) 60 b5