RU198234U1 - Diamond drill bit - Google Patents
Diamond drill bit Download PDFInfo
- Publication number
- RU198234U1 RU198234U1 RU2020105794U RU2020105794U RU198234U1 RU 198234 U1 RU198234 U1 RU 198234U1 RU 2020105794 U RU2020105794 U RU 2020105794U RU 2020105794 U RU2020105794 U RU 2020105794U RU 198234 U1 RU198234 U1 RU 198234U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- rock
- force
- dan
- angle
- Prior art date
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
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
- E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
- E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/064—Deflecting the direction of boreholes specially adapted drill bits therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области создания бурового породоразрушающего инструмента, применяемого для изменения направления проведения скважин с использованием отклонителей непрерывного действия фрезерующего типа. Алмазное буровое долото содержит корпус с резьбой и алмазосодержащую матрицу, при этом боковая часть алмазосодержащей матрицы выполнена в виде штабиков с углом наклонагде n- количество торцевых алмазных резцов; n- количество прижатых к стенке скважины боковых алмазных резцов; Р- усилие резания-скалывания горной породы алмазным резцом, даН; Р- отклоняющее усилие, даН; μ - коэффициент трения алмазного резца о породу; Р- осевое усилие, даН; ϕ - угол внутреннего трения горной породы, градус. Полезная модель направлена на повышение точности процесса искривления скважин отклонителями непрерывного действия фрезерующего типа с использованием алмазных буровых долот. 2 ил.The utility model relates to the field of creating a rock cutting tool used to change the direction of wells using continuous milling type deflectors. The diamond drill bit contains a threaded body and a diamond-containing matrix, while the lateral part of the diamond-containing matrix is made in the form of piles with an angle of inclination n is the number of end diamond tools; n is the number of side diamond tools pressed against the borehole wall; P is the cutting-shearing force of the rock with a diamond cutter, daN; P - deflecting force, daN; μ is the coefficient of friction of the diamond cutter on the rock; P-axial force, daN; ϕ is the angle of internal friction of the rock, degrees. The utility model is aimed at improving the accuracy of the process of bending wells with continuous rejects of the milling type using diamond drill bits. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области создания бурового породоразрушающего инструмента применяемого для изменения направления проведения скважин с использованием отклонителей непрерывного действия фрезерующего типа.The utility model relates to the field of creating a drilling rock cutting tool used to change the direction of wells using continuous deflectors of the milling type.
Известен буровой породоразрушающий инструмент для использования с отклонителями непрерывного действия, включающие корпус с резьбой, породоразрушающие элементы [Нескоромных В.В. Направленное бурение и основы кернометрии: Учебник. - 2-е изд. - М.: ИНФРА-М; Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2015. с. 217-219]. К недостаткам таких долот относится высокая погрешность при выполнении работ по искривлению скважин, связанная с возникновением дезориентирующего усилия вследствие трения бокового вооружения породоразрушающего инструмента о породу и сопротивления породы разрушению.Known drilling rock cutting tool for use with continuous deflectors, including a threaded housing, rock cutting elements [Neskoromnykh V.V. Directional Drilling and Core Measurement: A Textbook. - 2nd ed. - M .: INFRA-M; Krasnoyarsk: Sib. Feder. Univ., 2015.S. 217-219]. The disadvantages of such bits include a high error when performing work on the curvature of the wells associated with the occurrence of disorienting forces due to friction of the lateral armament of the rock cutting tool on the rock and the rock's resistance to destruction.
Известен буровой породоразрушающий инструмент [каталог породоразрушающего инструмента компании НИН «БУРИНТЕХ», http://burintekh.ru/upload/iblock/4cd/4cdfdb68819dd588c11063e160267946.pdf], включающий наклонные боковые лопасти, содержащие породоразрушающие элементы. Недостаток данных долот заключается в отклонении плоскости набора кривизны от проектного направления при использовании с отклонителями непрерывного действия фрезерующего типа ввиду неравенства усилий сопротивления горных пород разрушению боковым вооружением и упругой реакции породы осевому перемещению при прижатии долота к стенке скважины.Known drill rock cutting tool [catalog rock cutting tool company NIN "BURINTEH", http://burintekh.ru/upload/iblock/4cd/4cdfdb68819dd588c11063e160267946.pdf], including inclined side blades containing rock cutting elements. The disadvantage of these bits is the deviation of the plane of curvature from the design direction when using milling-type continuous deflectors due to the inequality of the forces of rock resistance to destruction by side arms and the elastic reaction of the rock to axial movement when the bit is pressed against the borehole wall.
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение точности процесса искривления скважин отклонителями непрерывного действия фрезерующего типа с использованием алмазных буровых долот.The proposed utility model is aimed at improving the accuracy of the process of bending the wells with continuous diverters of the milling type using diamond drill bits.
Указанный технический результат достигается за счет конструктивных изменений бокового вооружения алмазного долота - расположения алмазного вооружения в виде алмазосодержащих штабиков с наклоном под определенным углом у, который находится из зависимости в направлении вращения инструмента.The specified technical result is achieved due to structural changes in the lateral armament of the diamond bit - the location of the diamond armament in the form of diamond-containing racks with a slope at a certain angle y, which is found from in the direction of rotation of the tool.
Совокупность признаков заявляемой полезной модели, а именно расположение бокового вооружения алмазного долота в виде наклонных алмазосодержащих штабиков и их наклон на угол у, который находится из зависимости не обнаружены в известных технических решениях, что предполагает соответствие заявляемого алмазного бурового долота критерию новизны.The set of features of the claimed utility model, namely the location of the lateral armament of the diamond bit in the form of inclined diamond-containing posts and their inclination at an angle y, which is found from the dependence not found in the known technical solutions, which implies the compliance of the claimed diamond drill bit with the novelty criterion.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 показано заявляемое алмазное буровое долото;in FIG. 1 shows the inventive diamond drill bit;
на фиг. 2 показана схема силового воздействия на наклонный алмазосодержащий штабик в процессе работы.in FIG. 2 shows a diagram of the force acting on an inclined diamond-containing stand during operation.
На фиг. 1 и 2 обозначено:In FIG. 1 and 2 are indicated:
резьба - 1; корпус алмазного бурового долота - 2; наклонный алмазосодержащий штабик - 3.thread - 1; diamond drill bit body - 2; inclined diamond-containing staff - 3.
В процессе работы алмазного бурового долота, фиксируемого на отклонителе непрерывного действия фрезерующего типа с помощью резьбы 1, возникает отклонение плоскости набора кривизны от проектного направления за счет дезориентирующего усилия Рд, которое предопределено процессом разрушения горной породы алмазными резцами на боковой поверхности алмазосодержащей матрицы под действием отклоняющего усилия Роткл. Совместное действие усилий Рд и Роткл формирует результирующее усилие Pr.During operation of the diamond drill bit, fixed on the diverter continuous milling type using thread 1, there is a deviation of the plane of set of curvature from the design direction due to the disorienting force R d , which is predetermined by the process of destruction of the rock by diamond cutters on the side surface of the diamond-containing matrix under the action of deflecting force P off. The combined action of forces F d and F none produces resultant force P r.
Зависимость для оценки величины угла отклонения плоскости набора кривизны А (фиг. 1):The dependence for evaluating the angle of deviation of the plane of set of curvature A (Fig. 1):
Условием точности процесса искривления скважин отклонителями непрерывного действия фрезерующего типа с использованием алмазных буровых долот является минимизация дезориентирующего усилия Рд.The condition for the accuracy of the process of bending the wells with milling type continuous diverters using diamond drill bits is to minimize the disorienting force R d .
Поскольку усилие Рд вызвано сопротивлением горной породы резанию-скалыванию прижатой частью бокового вооружения алмазного долота, зависимость для Рд выглядит следующим образом:Since the force P d is caused by the resistance of the rock to cutting-chipping with a pressed part of the lateral armament of the diamond bit, the dependence for P d is as follows:
где Рр - усилие резания-скалывания горной породы алмазным резцом, даН; h - глубина внедрения алмазного резца в породу, мм; d - диаметр алмазного резца, мм; nб - количество прижатых к стенке скважины боковых алмазных резцов; γск - угол скалывания породы перед передней гранью резца, градус; σск - предел прочности горной породы на скалывание, даН/мм2; μ - коэффициент трения алмазного резца о породу.where R p - the force of cutting-chipping rocks with a diamond cutter, daN; h is the depth of penetration of the diamond cutter into the rock, mm; d is the diameter of the diamond tool, mm; n b - the number of side diamond tools pressed against the borehole wall; γ ck - rock cleavage angle in front of the front face of the cutter, degrees; σ SK - rock breaking strength, daN / mm 2 ; μ is the coefficient of friction of the diamond cutter on the rock.
Глубина внедрения алмазного резца в породу может быть рассчитана из следующей зависимости:The depth of penetration of the diamond cutter into the rock can be calculated from the following relationship:
где рш - твердость горной породы, даН/мм2; ϕ - угол внутреннего трения горной породы, градус.where p W - rock hardness, daN / mm 2 ; ϕ is the angle of internal friction of the rock, degrees.
Механизм работы долота с наклонным расположением алмазосодержащих штабиков 3 на боковой поверхности определяется силовым взаимодействием торцевых nт и боковых nб алмазных резцов с горной породой под воздействием осевого Рос и отклоняющего Роткл усилий. С учетом того, что часть осевого усилия Рос компенсируется силой прижатия резцов, на каждый торцевой и боковой алмазный резец будет действовать усилие Pi, определяемое как:The mechanism of the bit with inclined diamond of bars 3 on the side of the surface is determined by reaction force of the end and side r n b n diamond cutter with the rock under the effect of axial deflection and P axes P none effort. Given that part of the axial force P OS is compensated by the force of pressing the cutters, the force P i will act on each end and side diamond tool, defined as:
где Рос - осевое усилие, даН; nт - количество торцевых алмазных резцов.where P OS - axial force, daN; n t - the number of end diamond tools.
Осевому внедрению алмазных резцов в штабике долота препятствует реакция разрушаемой горной породы Рс, направленной от породы в направлении резцов, определяющих геометрию наклонного штабика. С учетом того, что сопротивление со стороны твердой горной породы вызвано в основном ее упругими реакциями, которые могут быть выражены через коэффициент внутреннего трения tgϕ, на все боковые резцы nб, прижатые к стенке скважины силой Роткл, действует усилие сопротивления:The axial introduction of diamond cutters in the head of the bit is hindered by the reaction of the rock being destroyed P c directed from the rock in the direction of the cutters that determine the geometry of the inclined head. Given the fact that the resistance of the hard rock is primarily due to its elastic reactions, which can be expressed in terms of the coefficient of internal friction tgφ, all lateral incisors n b, clamped to the borehole wall off force P acts resisting force:
Поскольку боковые резцы, внедрившиеся в породу и образующие алмазосодержащий штабик, расположены с наклоном, часть силы сопротивления трансформируется в горизонтальную боковую силу Рт, величина которой с учетом угла наклона γ определяется как: Since the lateral incisors that have penetrated into the rock and form a diamond-containing stick are inclined, part of the resistance force is transformed into a horizontal lateral force P t , the value of which, taking into account the inclination angle γ, is defined as:
С целью устранения угла отклонения плоскости набора кривизны Δ, а следовательно и повышения точности процесса искривления скважин отклонителями непрерывного действия фрезерующего типа, необходимо обеспечить такую величину угла наклона алмазосодержащих штабиков γ, чтобы величина Рг полностью компенсировала величину дезориентирующего усилия Рд:In order to eliminate the angle of deviation of the plane of set of curvature Δ, and therefore to increase the accuracy of the process of bending the wells with continuous milling cutters, it is necessary to provide such a value of the angle of inclination of diamond-bearing piers γ so that the value of P g fully compensates for the value of the disorienting force R d :
откуда величина угла наклона алмазосодержащего штабика γ определяется как:whence the angle of inclination of the diamond-containing staff γ is defined as:
Применение предложенного алмазного бурового долота позволит повысить точность искривления скважин отклонителями непрерывного действия фрезерующего типа с использованием алмазных буровых долот за счет компенсирования дезориентирующего усилия Рд, возникающего за счет прижатия бокового вооружения алмазного долота к стенке скважины, горизонтальной составляющей Рг реакции разрушаемой горной породы Рс.The use of the proposed diamond drill bit will improve the accuracy of bending of wells with milling type continuous diverters using diamond drill bits by compensating for the disorienting force P d arising due to the lateral arms of the diamond bit being pressed against the borehole wall, the horizontal component P g of the reaction of the rock being destroyed P s .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020105794U RU198234U1 (en) | 2020-02-06 | 2020-02-06 | Diamond drill bit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020105794U RU198234U1 (en) | 2020-02-06 | 2020-02-06 | Diamond drill bit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198234U1 true RU198234U1 (en) | 2020-06-25 |
Family
ID=71135638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020105794U RU198234U1 (en) | 2020-02-06 | 2020-02-06 | Diamond drill bit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198234U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1596061A1 (en) * | 1988-06-03 | 1990-09-30 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Diamond drill bit |
RU2087665C1 (en) * | 1994-03-22 | 1997-08-20 | Евгений Викторович Сопин | Diamond drill bit |
US20060037785A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Watson Graham R | Rotary Drill Bit |
RU160827U1 (en) * | 2015-11-10 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | DIAMOND CROWN FOR DRILLING |
RU190484U1 (en) * | 2019-03-06 | 2019-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Drill bit |
-
2020
- 2020-02-06 RU RU2020105794U patent/RU198234U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1596061A1 (en) * | 1988-06-03 | 1990-09-30 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Diamond drill bit |
RU2087665C1 (en) * | 1994-03-22 | 1997-08-20 | Евгений Викторович Сопин | Diamond drill bit |
US20060037785A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Watson Graham R | Rotary Drill Bit |
RU160827U1 (en) * | 2015-11-10 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | DIAMOND CROWN FOR DRILLING |
RU190484U1 (en) * | 2019-03-06 | 2019-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Drill bit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6904983B2 (en) | Low-contact area cutting element | |
US6942045B2 (en) | Drilling with mixed tooth types | |
US10907417B2 (en) | Polycrystalline diamond chisel type insert for use in percussion drill bits even for use in large hole percussion drilling of oil wells | |
NO333751B1 (en) | Drill bit | |
Han et al. | The finite element simulation and test of rock breaking by non-planar PDC cutting cutter | |
RU198234U1 (en) | Diamond drill bit | |
RU2422613C1 (en) | Ring bore bit | |
RU119012U1 (en) | DRILLING HEAD | |
CN208220640U (en) | A kind of PDC drill bit of band point knuckle-tooth | |
Abugharara et al. | Study of the influence of controlled axial oscillations of pvard on generating downhole dynamic wob and improving coring and drilling performance in shale | |
RU120995U1 (en) | SCREW DRILL | |
RU2298077C1 (en) | Crown bit | |
NO783957L (en) | BORKRONE. | |
RU116889U1 (en) | Rock Drill | |
US886704A (en) | Well-drill. | |
RU2345209C1 (en) | Blade reamer | |
RU114713U1 (en) | BLADE DRILL | |
RU2708436C1 (en) | Drilling cutter for rotary drilling of bore pits | |
RU2274722C1 (en) | Blade drill bit | |
RU163879U1 (en) | DRILLING HEAD | |
US47870A (en) | Improvement in rock-drills | |
US3547209A (en) | Deviation control bit and method | |
RU2373368C2 (en) | Thermal-friction rock-breaking tool | |
RU2474689C1 (en) | Cutter for mining machines | |
Santi et al. | Waterjet-assisted polycrystalline diamond indentation drilling of rock |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200527 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220224 |