RU2077652C1 - Drill head - Google Patents
Drill head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2077652C1 RU2077652C1 RU92011389A RU92011389A RU2077652C1 RU 2077652 C1 RU2077652 C1 RU 2077652C1 RU 92011389 A RU92011389 A RU 92011389A RU 92011389 A RU92011389 A RU 92011389A RU 2077652 C1 RU2077652 C1 RU 2077652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- core
- blade
- drilling
- cutters
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается породоразрушающего инструмента, а именно долот для колонкового бурения глубоких и сверхглубоких скважин с отбором керна (образца горной породы), имеющего размеры, обеспечивающие проведение всего необходимого комплекса исследований. Бурение с отбором керна сложнее бурения сплошным забоем, так как требует совмещения в оптимальных соотношениях двух противоположных процессов: разрушения (разбуривания) кольцевой зоны поверхности забоя скважины с максимально возможным темпом и сохранения в неприкосновенности центральной ее части керна, что достижимо только при рациональной конструкции бурильной головки и керноотборного инструмента в целом. The invention relates to a rock cutting tool, namely, bits for core drilling of deep and superdeep wells with coring (rock sample), having dimensions that ensure the implementation of all the necessary research complex. Drilling with coring is more difficult than continuous drilling, since it requires combining in optimal proportions two opposite processes: destruction (drilling) of the annular zone of the surface of the bottom of the well with the highest possible rate and maintaining the integrity of its central core, which is achievable only with the rational design of the drill head and core tools in general.
Все известные бурильные головки (шарошечного, лопастного, фрезерного и др. типов) [1] представляют собой сборные, цельносварные или литые конструкции с неразделенными или частично разделенными по элементу функциями. Так, отдельно взятая лопасть (например шарошка) хотя и является разъемным соединением, однако ее элементы не приспособлены раздельно, а значит наиболее эффективно решать проблемы выбуривания кольцевого пространства забоя скважины, калибровки ее стенки (скважинообразующие), калибровки и подрезания керна (кернообразующие). Они оборудованы резцами, имеющими призматическую (прямоугольную) или круглую форму типа штырей, разделенными по образующей цилиндра каналами для транспортировки выбуренной породы. Резцы охлаждаются нерационально, со временем увеличивается площадь их контакта с породой. Форма резцов, их количество и расположение обуславливают необходимость приложения относительно больших осевых нагрузок на долото, увеличивающихся по мере углубления скважины. All well-known drill heads (cone, blade, milling, and other types) [1] are prefabricated, all-welded or cast structures with undivided or partially separated by element functions. So, a single blade (for example, cone) is a detachable connection, however, its elements are not adapted separately, which means it is most effective to solve the problems of drilling the annular space of the bottom of the well, calibrating its wall (well-forming), calibrating and cutting the core (core-forming). They are equipped with cutters having a prismatic (rectangular) or round shape like pins, separated along the cylinder generatrix by channels for transporting cuttings. The incisors are cooled irrationally, over time, the area of their contact with the breed increases. The shape of the cutters, their number and location necessitate the application of relatively large axial loads on the bit, increasing as the well deepens.
Несовершенными являются такие геометрические параметры конструкции современных бурильных головок, как высота керноприема (расстояние от зоны образования керна до кернорвателя) и коэффициент керноприема (отношение к этому расстоянию диаметра керна). Низкий процент выноса керна результат несовершенства конструкции бурголовок и кернорвателей. Imperfect are such geometric design parameters of modern drill heads as the core reception height (distance from the core formation zone to the core explorer) and core reception coefficient (relative to this core diameter distance). The low percentage of core removal is the result of imperfections in the design of burgole traps and core cutters.
Цель изобретения увеличение производительности бурильной головки при сохранении заданного качества формирования и отбора керна путем большей глубины внедрения ее резцов в породу при равных нормированных условиях ее работы. The purpose of the invention is to increase the productivity of the drill head while maintaining a given quality of core formation and coring by means of a greater depth of penetration of its cutters into the rock under equal normalized conditions of its operation.
Поставленная цель достигается тем, что бурильная головка [2] включающая корпус, взаимозаменяемые сменные лопасти с внутренними расточками и пазами для их упора, отличается тем, что одна из лопастей выполнена с резцами для чернового кольцевого выбуривания забоя скважины, а другие, соответственно, для калибровки стенки скважины, керна и его подрезания; резцы лопастей выполнены из твердосплавного материала и имеют трубчатую форму, а их отверстия сообщены с затрубным пространством; резцы для чернового кольцевого выбуривания впрессованы в тело лопасти, изолированы мягкой перемычкой с возможностью предупреждения их касания стенки скважины в транспортном положении долота; одна из лопастей выполнена с вертикальным отверстием, в котором установлен подпружиненный пружиной сжатия ползун с наклонным пазом, и с горизонтальным отверстием, в котором расположен резец с возможностью его автоматического выдвижения к стенке скважины; вторая лопасть выполнена с вертикальным отверстием, в котором установлен подпружиненный пружиной сжатия ползун с наклонным пазом и горизонтальным отверстием, в котором расположен резец с возможностью его автоматического выдвижения к наружной поверхности керна; третья лопасть выполнена с вертикальным отверстием, в котором установлен подпружиненный пружиной сжатия ползун с наклонным пазом и горизонтальным отверстием, в котором расположен резец с возможностью его автоматического выдвижения к наружной поверхности керна в момент окончания бурения и начала подъема керноотборного колонкового снаряда на устье скважины. This goal is achieved in that the drill head [2] includes a housing, interchangeable interchangeable blades with internal bores and grooves for their stop, characterized in that one of the blades is made with cutters for rough annular drilling of the bottom of the well, and others, respectively, for calibration borehole wall, core and its cutting; the blade cutters are made of carbide material and have a tubular shape, and their holes are in communication with the annulus; cutters for rough ring drilling are pressed into the body of the blade, insulated with a soft jumper with the possibility of preventing them from touching the well wall in the transport position of the bit; one of the blades is made with a vertical hole in which a slider with a slanted groove spring loaded by a compression spring is installed, and with a horizontal hole in which the cutter is located with the possibility of its automatic extension to the well wall; the second blade is made with a vertical hole in which a slider spring-loaded with a compression spring is installed with an inclined groove and a horizontal hole in which the cutter is located with the possibility of its automatic extension to the outer surface of the core; the third blade is made with a vertical hole in which a slider spring-loaded with a compression spring is installed with an inclined groove and a horizontal hole in which the cutter is located with the possibility of its automatic extension to the outer surface of the core at the time of completion of drilling and the beginning of the lifting of the core sample at the wellhead.
На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 изображены, соответственно, продольные разрезы: предлагаемой бурголовки и ее вид снизу, на которых видны лопасть для чернового кольцевого выбуривания забоя скважины и лопасть для калибровки керна; и отдельно вынесенные лопасти для калибровки стенки скважины и подрезания керна. In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 shows, respectively, longitudinal sections: of the proposed burgole head and its bottom view, on which a blade for rough annular drilling of the bottom of the well and a blade for core calibration are visible; and separately made blades for calibrating the borehole wall and core cutting.
Бурголовка состоит из корпуса 1 и лопастей 2 и 3, составляющих основной вариант конструкции. Корпус имеет резьбы 4, 5 и кольцевые выточки 6 и 7 для подсоединения лопастей к корпусу и всей бурильной головки к бурильным трубам, соответственно. Лопасть 2 имеет в торце вертикальные ступенчатые отверстия, содержащие посредством запрессовки твердосплавные резцы трубчатой формы 8 и 9, отверстия которых сообщены с горизонтальными отверстиями 10 и 11, выполненными в корпусе долота и лопасти и предназначенными для эвакуации выбуренной породы в затрубное пространство. The burgolovka consists of a housing 1 and blades 2 and 3, which make up the main design variant. The housing has threads 4, 5 and annular grooves 6 and 7 for connecting the blades to the housing and the entire drill head to the drill pipe, respectively. The blade 2 has vertical step openings at the end, containing, by pressing, carbide cutters of tubular shape 8 and 9, the openings of which are in communication with horizontal openings 10 and 11, made in the body of the bit and the blade and designed to evacuate cuttings into the annulus.
Лопасть 3 имеет в торце глухое вертикальное отверстие 12, содержащее подпружиненный ползун 13 с наклонным пазом 14, и горизонтальное отверстие 15, в котором расположен резец трубчатой формы 16. The blade 3 has in the end a blind vertical hole 12 containing a spring-loaded slider 13 with an inclined groove 14, and a horizontal hole 15, in which the cutter is tubular in shape 16.
Лопасть 17 также имеет в торце глухое вертикальное отверстие, содержащее подпружиненный ползун 18 с наклонным пазом 19, и горизонтальное отверстие 20, в котором расположен резец трубчатой формы 21 с возможностью выдвижения его к стенке скважины. The
Лопасть 22 также имеет в торце глухое вертикальное отверстие 23, содержащее подпружиненный ползун 24 с наклонным пазом 25, и горизонтальное отверстие 26, в котором расположен резец трубчатой формы 27 с возможностью его выдвижения к наружной поверхности керна в момент окончания бурения и подъема снаряда на устье скважины. Начальное положение ползуна фиксируется электросваркой 28. Для предупреждения забивания отверстий ползунов осколками породы внутренние полости резцов 16, 21 и 27 закрываются резиновым шпуром 29. The
В представленном варианте бурильная головка может иметь восемь различных по своему функциональному назначению лопастей типа 2, 3, 17 и 22. Их крепление производится болтами 30, прихваченными электросваркой к корпусам лопастей от проворота. In the presented embodiment, the drill head may have eight blades of different types of
Подача промывочной жидкости производится в промежуток между керноприемной трубой (на фиг. не показан) и корпусом бурголовки один поток, и в каналы 31 корпуса между лопастями другой поток. The supply of flushing fluid is carried out in the gap between the core receiving pipe (not shown in FIG.) And the burglar case, one stream, and another stream between the
Периферийный резец 9 изолирован мягкой стальной перемычкой 32, предохраняющей его и колонну от взаимных повреждений в транспортном положении долота. В процессе бурения она истирается, при этом прочность заделки резца в своем гнезде сохраняется, а номинальный размер диаметра скважины обеспечивается калибровочным резцом 21. Внутренние поверхности корпуса 1 и лопастей 2 армируются алмазной крошкой 33. Корпус используется многократно. The peripheral cutter 9 is insulated with a soft steel jumper 32, which protects it and the column from mutual damage in the transport position of the bit. During drilling, it is abraded, while the strength of the cutting edge in its nest is maintained, and the nominal size of the diameter of the well is provided by the
Особенности работы предлагаемой бурголовки следующие. По данным модели, примерно 2/3 выбуренной породы вместе с жидкостью удаляются через внутреннюю полость резцов трубчатой формы 8 и 9, предназначенных для чернового кольцевого выбуривания забоя скважины, которые в процессе бурения истираются почти полностью, при неизменном значении площади контакта резца и породы и лучше охлаждаются. Features of the proposed burgolovki following. According to the model, approximately 2/3 of the cuttings together with the liquid are removed through the internal cavity of the tubular cutters 8 and 9, designed for rough annular drilling of the bottom of the well, which are almost completely worn out during drilling, with the same contact area between the cutter and the rock being better cooled down.
Принцип работы приспособлений для автоматического выдвижения калибровочных резцов основан на том факте, что по мере сработки лопастей 3 и 17 слабо подпружиненные ползуны 13 и 21 не истираются, а движутся снизу вверх под действием силы реакции забоя скважины, выдвигая своими наклонными пазами резцы 16 и 19, соответственно, в сторону керна и к стенке скважины, по мере их стирания. The principle of operation of devices for automatically extending calibration cutters is based on the fact that, as the
Резцы трубчатой формы улучшают на 50-60% все показатели бурения. Tubular cutters improve all drilling performance by 50-60%.
Литература
1. И.К.Масленников, Г.И.Матвеев. Инструмент для бурения скважин, М. Недра, 1981, стр. 263, рис. 177а.Literature
1. I.K. Maslennikov, G.I. Matveev. Tool for drilling wells, M. Nedra, 1981, p. 263, Fig. 177a.
2. И.К.Масленников и др. Инструмент для бурения скважин, М. Недра, 1981, стр. 263, рис. 177б. 2. I.K. Maslennikov et al. Tool for drilling wells, M. Nedra, 1981, p. 263, fig. 177b.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92011389A RU2077652C1 (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Drill head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92011389A RU2077652C1 (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Drill head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92011389A RU92011389A (en) | 1995-04-20 |
RU2077652C1 true RU2077652C1 (en) | 1997-04-20 |
Family
ID=20133466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92011389A RU2077652C1 (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Drill head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2077652C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102011549A (en) * | 2010-09-07 | 2011-04-13 | 李新桥 | Non-coring cylindrical rock drill of rotary drilling rig |
CN102011551A (en) * | 2010-09-07 | 2011-04-13 | 李新桥 | Non-core rock cylindrical drill with sawteeth at bottom for rotary drilling rig |
CN102011548A (en) * | 2010-09-07 | 2011-04-13 | 李新桥 | Three-layer rock-socketed tube drill of rotary drilling rig |
-
1992
- 1992-12-11 RU RU92011389A patent/RU2077652C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Масленников И.К., Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. - М.: Недра, 1981, с. 212 - 213. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102011549A (en) * | 2010-09-07 | 2011-04-13 | 李新桥 | Non-coring cylindrical rock drill of rotary drilling rig |
CN102011551A (en) * | 2010-09-07 | 2011-04-13 | 李新桥 | Non-core rock cylindrical drill with sawteeth at bottom for rotary drilling rig |
CN102011548A (en) * | 2010-09-07 | 2011-04-13 | 李新桥 | Three-layer rock-socketed tube drill of rotary drilling rig |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1068256A (en) | Earth-boring drill bits | |
US4323130A (en) | Drill bit | |
USRE32036E (en) | Drill bit | |
US4574895A (en) | Solid head bit with tungsten carbide central core | |
EP0356657B1 (en) | Apparatus for taking core samples | |
US5145017A (en) | Kerf-cutting apparatus for increased drilling rates | |
US4351401A (en) | Earth-boring drill bits | |
US4343371A (en) | Hybrid rock bit | |
US4606418A (en) | Cutting means for drag drill bits | |
CA1259605A (en) | Expendable diamond drag bit | |
US4381825A (en) | Drill bit nozzle | |
US7025156B1 (en) | Rotary drill bit for casting milling and formation drilling | |
RU2351742C2 (en) | Drilling bit for percussion hard rock drilling | |
US3388756A (en) | Percussion bit | |
US4442909A (en) | Drill bit | |
US20020121393A1 (en) | Mill/drill bit | |
GB2225797A (en) | Drill bit. | |
RU2077652C1 (en) | Drill head | |
CA3047252A1 (en) | Fixed cutter completions bit | |
US4185708A (en) | Bit for drilling holes in rocks | |
RU2230174C2 (en) | Diamond crown bit | |
US3100543A (en) | Drill bit for cutting cores | |
US20160201400A1 (en) | Flow through gauge for drill bit | |
SU1506060A1 (en) | Crown bit | |
US11834909B1 (en) | Cutter insert for a section milling tool |