RU2575373C2 - Three-cutter drill bit for horizontal wells and those in hard rock - Google Patents
Three-cutter drill bit for horizontal wells and those in hard rock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575373C2 RU2575373C2 RU2014116477/03A RU2014116477A RU2575373C2 RU 2575373 C2 RU2575373 C2 RU 2575373C2 RU 2014116477/03 A RU2014116477/03 A RU 2014116477/03A RU 2014116477 A RU2014116477 A RU 2014116477A RU 2575373 C2 RU2575373 C2 RU 2575373C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- wells
- legs
- front side
- drill bit
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims description 24
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 27
- 210000002683 Foot Anatomy 0.000 claims description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000000078 Claw Anatomy 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000008312 Tooth Loss Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится в целом к области структурного бурения и бурения на нефть, и более конкретно к трехшарошечному буровому долоту для горизонтальных скважин и скважин в твердой породе.The present invention relates generally to the field of structural drilling and oil drilling, and more particularly to a three-cone drill bit for horizontal and hard rock wells.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Известное трехшарошечное буровое долото обычно содержит корпус долота с тремя лапами, при этом шарошка установлена на наклонной цапфе лапы на нижних концах лап, при этом шарошка содержит стальные зубья или твердосплавные пластинки, и буровой раствор накачивают в канал притока бурового раствора из бурильной колонны, а затем выпускают через три промывочных сопла. Каждое промывочное сопло установлено на приливе промывочного сопла, а приливы промывочных сопел расположены на тыльных сторонах лап. Буровой раствор ударяет о забой скважины, а затем возвращается обратно вверх с обеих сторон прилива промывочного сопла. Долото контактирует со стенкой скважины в трех точках по наружному ряду зубьев шарошек, при этом точка контакта находится на передней стороне каждой шарошки. При бурении горизонтальных скважин и скважин в твердой породе шарошечным долотом могут возникать следующие проблемы: быстрое горизонтальное движение и сильное ударное воздействие приводят к отклонению центра вращения долота от его геометрического центра и ускорению износа и излома зубьев, и даже приводят к раннему отказу подшипников; за счет силы тяжести удаление обломков пород в забое скважины является низким, что также приводит к износу корпуса шарошки и к излому или выпадению зубьев; направление струи воды не сориентировано, и соответственно зубья не охлаждаются своевременно, тем самым ускоряя износ. Износостойкие зубья расположены над спинками лап, создавая сопротивление поперечным колебаниям, но они не способны соответствующим образом гасить интенсивные поперечные колебания, поскольку центр расположения зубьев на спинках находится обычно на оси лап.The well-known three-cone drill bit usually contains a three-paw bit body, with the cone mounted on an inclined paw pin at the lower ends of the paws, while the cone contains steel teeth or carbide inserts, and the drilling fluid is pumped into the mud flow channel from the drill string, and then released through three flushing nozzles. Each flushing nozzle is mounted on a flushing flush nozzle, and flushing flush nozzles are located on the back of the paws. Drilling fluid hits the bottom of the well and then returns back up on both sides of the flushing nozzle tide. The bit contacts the borehole wall at three points along the outer row of cone teeth, with the contact point located on the front side of each cone. When drilling horizontal wells and wells in hard rock with a cone bit, the following problems may arise: fast horizontal movement and strong impact impact lead to a deviation of the center of rotation of the bit from its geometric center and acceleration of wear and fracture of the teeth, and even lead to early failure of bearings; due to gravity, the removal of debris in the bottom of the well is low, which also leads to wear of the cone body and to fracture or loss of teeth; the direction of the water jet is not oriented, and accordingly the teeth do not cool in a timely manner, thereby accelerating wear. Wear-resistant teeth are located above the backs of the paws, creating resistance to lateral vibrations, but they are not able to adequately absorb intense lateral vibrations, since the center of the teeth on the backs is usually on the axis of the paws.
В патенте США №6227314 (озаглавленном "INCLINED LEG EARTH-BORING BIT") предложено заменить традиционный задний прилив промывочного сопла на передний прилив промывочного сопла, при этом верхняя часть спинки лапы смещена по окружности на расстояние относительно нижней части, при этом точка замера находится на верхней части спинки, при этом прилив промывочного сопла и нижняя часть лапы образуют канал возврата бурового раствора, но канал меняет направление на верхней части лапы, не обеспечивая плавный возврат вверх бурового раствора.In US Pat. No. 6,227,314 (entitled "INCLINED LEG EARTH-BORING BIT"), it is proposed to replace a conventional back flush of a flushing nozzle with a front flush of a flushing nozzle, with the upper part of the back of the legs being circumferentially displaced relative to the lower part, with the measuring point being the upper back, while the flushing nozzle rush and the lower part of the paw form a drilling fluid return channel, but the channel changes direction on the upper part of the paw, without ensuring a smooth return of the drilling fluid upward.
В патенте США №6688410 (озаглавленном "Hydro-lifter rock bit with PDC inserts") предложено исключить точку замера шарошки, и вместо этого расположить точку замера на верхней части спинки лапы, при этом геометрическая центральная линия на верхней части спинки лапы параллельна центральной линии долота, и геометрическая центральная линия на нижней части находится под углом к центральной линии долота. Диаметр бурильного инструмента согласно этому патенту образован режущими элементами на спинке лапы, которые могут снижать эффективность долота по разрушению горной породы.In US Pat. No. 6,688,410 (entitled "Hydro-lifter rock bit with PDC inserts"), it is proposed to exclude the measuring point of the cone, and instead to position the measuring point on the top of the back of the paw, with the geometric center line on the top of the back of the paw parallel to the center line of the bit , and the geometric center line on the bottom is at an angle to the center line of the bit. The diameter of the drilling tool according to this patent is formed by cutting elements on the back of the paws, which can reduce the efficiency of the bit on the destruction of the rock.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к трехшарошечному буровому долоту для горизонтальных скважин и скважин в твердой породе, которое способно снизить поперечные колебания шарошечного долота при бурении горизонтальных скважин и скважин в твердой породе, и обладает более высокой эффективностью очистки забоя, тем самым дополнительно повышая эффективность бурения и общую эффективность шарошечного долота, устраняя таким образом недостатки, существующие в уровне техники.According to one aspect, the present invention relates to a three-cone drill bit for horizontal and hard rock wells, which is able to reduce lateral vibrations of the cone bit when drilling horizontal and hard rock wells, and has a higher bottom hole cleaning efficiency, thereby further improving drilling efficiency and the overall efficiency of the cone bit, thereby eliminating the disadvantages existing in the prior art.
Согласно настоящему изобретению предложено трехшарошечное буровое долото для применения в горизонтальных скважинах и скважинах в твердой породе, которое содержит три лапы и шарошки, установленные на нижних концах лап. Верхние части трех лап соединены совместно с образованием корпуса долота, при этом приливы промывочных сопел установлены между лапами на корпусе долота, и промывочные сопла установлены в отверстиях приливов промывочных сопел. Верхние тыльные стороны спинок лап оснащены калибрующими зубьями, образующими калибрующую поверхность на верхних частях лап, при этом передняя сторона лап является линейчатой поверхностью (в настоящей заявке под линейчатой поверхностью следует понимать поверхность, образованную прямой линией (прямая линия может называться образующей линией), непрерывно движущейся и проходящей вдоль оси параллельно прямой линии (без изменений направления), которая может быть, например, плоской или изогнутой поверхностью, проекция которой представляет собой кривую вдоль образующей линии, например, в виде дугообразной поверхности), и отклоняется назад под углом α, и отклоняется наружу под углом β, при этом значение α составляет 10°~50°, значение β составляет 0°~15°; при этом передняя сторона лап может быть образована последовательным вращением плоской или изогнутой поверхности под углами α и β вокруг горизонтальной оси X и продольной оси Z корпуса долота по начальному азимуту с последующим смещением, при этом горизонтальная ось X и продольная ось Z корпуса долота пересекаются в точке O; когда передняя сторона лап является плоской, ее начальный азимут расположен на плоскости XOZ, образованной горизонтальной осью X и продольной осью Z, при этом если передняя сторона лап является изогнутой поверхностью, проекция которой представляет собой кривую вдоль образующей линии, ее начальный азимут образован как азимут, где образующая линия параллельна продольной оси Z, а горизонтальная ось X проходит через две крайние точки кривой.The present invention provides a three-cone drill bit for use in horizontal and hard rock wells, which comprises three legs and cones mounted on the lower ends of the legs. The upper parts of the three legs are connected together with the formation of the body of the bit, while the flushes of the flushing nozzles are installed between the claws on the body of the bit, and the flushing nozzles are installed in the holes of the tides of the flushing nozzles. The upper backs of the backs of the paws are equipped with calibrating teeth forming a gage surface on the upper parts of the paws, while the front side of the paws is a ruled surface (in this application, a ruled surface should be understood to mean a surface formed by a straight line (a straight line may be called a forming line), continuously moving and passing along an axis parallel to a straight line (no change in direction), which may be, for example, a flat or curved surface, the projection of which represents a curve along the generatrix line, for example, in the form of an arched surface), and deviates backward at an angle α, and deviates outwardly at an angle β, with the value of α being 10 ° ~ 50 °, the value of β being 0 ° ~ 15 °; the front side of the paws can be formed by sequential rotation of a flat or curved surface at angles α and β around the horizontal axis X and the longitudinal axis Z of the bit body along the initial azimuth, followed by a shift, while the horizontal axis X and the longitudinal axis Z of the bit body intersect at a point O; when the front side of the legs is flat, its initial azimuth is located on the XOZ plane formed by the horizontal axis X and the longitudinal axis Z, while if the front side of the legs is a curved surface whose projection is a curve along the generatrix, its initial azimuth is formed as an azimuth, where the generatrix line is parallel to the longitudinal axis Z, and the horizontal axis X passes through the two extreme points of the curve.
Согласно одному варианту осуществления передняя сторона спинок является плоской в начальном азимуте и расположена на плоскости XOZ, и конечное положение передней стороны лап получают следующим образом: вначале плоскость вращают вокруг оси X под углом α, затем вращают вокруг оси Z под углом β, после чего плоскость можно сместить и соединить с другими поверхностями на спинках лап, образуя конечные передние стороны спинок.According to one embodiment, the front side of the backs is flat in the initial azimuth and is located on the XOZ plane, and the end position of the front side of the legs is obtained as follows: first, the plane is rotated around the X axis at an angle α, then rotated around the Z axis at an angle β, after which the plane can be displaced and connected to other surfaces on the backs of the paws, forming the final front sides of the backs.
Согласно одному варианту осуществления передняя сторона лап является частью цилиндрической поверхности в ее начальном азимуте, при этом образующая линия цилиндрической поверхности параллельна вертикальной оси Z, при этом проекция цилиндрической поверхности вдоль вертикальной оси Z представляет собой отрезок дуги, при этом горизонтальная ось X проходит через две крайние точки дуги, а конечное положение передней стороны лап получают следующим образом: вначале цилиндрическую поверхность вращают вокруг оси X под углом α, затем вращают вокруг оси Z под углом β, а затем цилиндрическую поверхность смещают и соединяют с другими поверхностями на спинках лап, образуя конечную переднюю сторону спинок.According to one embodiment, the front side of the paws is part of a cylindrical surface in its initial azimuth, while the generatrix of the cylindrical surface is parallel to the vertical Z axis, while the projection of the cylindrical surface along the vertical Z axis is an arc segment, while the horizontal X axis passes through two extreme arc points, and the final position of the front side of the legs is obtained as follows: first, the cylindrical surface is rotated around the X axis at an angle α, then the wok is rotated the circle of the Z axis at an angle β, and then the cylindrical surface is displaced and connected to other surfaces on the backs of the paws, forming the final front side of the backs.
Согласно одному варианту осуществления вращение вокруг оси X выполняют в направлении по часовой стрелке, если смотреть вдоль оси X, но против положительного направления оси X, и вращение вокруг оси Z выполняют в направлении против часовой стрелки, если смотреть вдоль оси Z, против положительного направления осиAccording to one embodiment, rotation about the X axis is performed in a clockwise direction when viewed along the X axis but against the positive direction of the X axis, and rotation about the Z axis is performed in a counterclockwise direction when viewed along the Z axis, against the positive axis direction
Согласно одному варианту осуществления значение угла α отклонения назад составляет 20°~40°; кроме того, значение угла α отклонения назад составляет 20°~30°, а значение угла β отклонения наружу составляет 3°~10°.According to one embodiment, the backward deflection angle α is 20 ° ~ 40 °; in addition, the angle α of the deviation backward is 20 ° ~ 30 °, and the angle β of the deviation outward is 3 ° ~ 10 °.
Согласно одному варианту осуществления верхние тыльные стороны спинок лап проходят назад на некоторое расстояние, а прилив промывочного сопла установлен на части лапы, на которой верхние тыльные стороны спинок лап проходят назад.According to one embodiment, the upper backs of the backs of the legs extend back a certain distance, and the rush of the flushing nozzle is mounted on the part of the leg where the upper backs of the backs of the legs extend backward.
Согласно одному варианту осуществления верхний наклон и нижний наклон сформированы на тыльной стороне лапы, а два наклона и передняя сторона соседней лапы образуют канал возврата бурового раствора, отклоняющийся назад.According to one embodiment, the upper tilt and lower tilt are formed on the back of the paw, and two tilts and the front side of the adjacent paw form a mud return channel deflecting backward.
Согласно одному варианту осуществления форма радиального сечения (то есть, сечения, перпендикулярного образующей линии) передней стороны лап представляет собой прямую линию, дугу, параболу или гиперболу.According to one embodiment, the shape of the radial section (i.e., section perpendicular to the generatrix line) of the front side of the paws is a straight line, an arc, a parabola or a hyperbola.
Согласно одному варианту осуществления направление струи, выходящей из промывочного сопла в приливе промывочного сопла, направлено на переднюю сторону соседней шарошки и между наружным рядом зубьев и средним рядом зубьев.According to one embodiment, the direction of the jet exiting the flushing nozzle in the flush of the flushing nozzle is directed to the front side of the adjacent cone and between the outer row of teeth and the middle row of teeth.
Согласно одному варианту осуществления 2-3 ряда калибрующих зубьев расположены на калибрующей поверхности на тыльных сторонах верхних частей спинок лап или части лапы, проходящей назад, а 2-3 калибрующих зуба в каждом ряду расположены в шахматном порядке на расстоянии друг от друга; при этом 2-3 ряда калибрующих зубьев дополнительно установлены на спинках лап, и 4-8 калибрующих зубьев в каждом ряду расположены в шахматном порядке на расстоянии друг от друга; тактические диаметры всех калибрующих зубьев на части лапы, проходящей назад, которые находятся на спинках этих лап, на 0-2 мм меньше калибрующего диаметра, а тактические диаметры постепенно уменьшаются снизу вверх и спереди назад; при этом калибрующие зубья являются твердосплавными зубьями или составными алмазными зубьями, а форма короны калибрующих зубьев является плоской или сферической.According to one embodiment, 2-3 rows of gauge teeth are located on the gauge surface on the back sides of the upper parts of the backs of the legs or part of the leg extending backward, and 2-3 gauge teeth in each row are staggered at a distance from each other; however, 2-3 rows of calibrating teeth are additionally installed on the backs of the paws, and 4-8 calibrating teeth in each row are staggered at a distance from each other; tactical diameters of all calibrating teeth on the part of the paw that extends back, which are located on the backs of these paws, are 0-2 mm smaller than the calibrating diameter, and tactical diameters gradually decrease from the bottom up and front to back; wherein the calibrating teeth are carbide teeth or composite diamond teeth, and the shape of the corona of the calibrating teeth is flat or spherical.
Настоящее изобретение обеспечивает следующие преимущества: (1) точка замера находится на верхней части тыльной стороны спинки лапы, что повышает устойчивость долота при бурении и уменьшает поперечные колебания, при этом долото не смещается при бурении горизонтальных скважин, повышая тем самым срок эксплуатации шарошечного долота; (2) передняя сторона спинок полностью отклонена назад и наружу, образуя плавный канал возврата вверх бурового раствора, а также образуя силу для подъема обломков с забоя, способствуя возврату обломков вверх с буровым раствором, при этом повышая скорость возврата вверх бурового раствора и упрощая повышение эффективности бурения; (3) направление струи, выходящей из промывочного сопла, ориентировано на переднюю сторону соседней шарошки, так что буровой раствор может выбрасываться струей непосредственно на рабочую поверхность зубьев и омывать ее, что, в свою очередь, улучшает очистку забоя и охлаждающий эффект зубьев шарошки. Долото такого типа обеспечивает хорошую эффективность во время непосредственной эксплуатации и на участках горизонтальных скважин и скважин в твердой породе по сравнению с традиционным долотом, причем объем бурения повышается в среднем на 40%, а средний срок эксплуатации повышается вдвое.The present invention provides the following advantages: (1) the measuring point is located on the upper part of the back of the back of the paw, which increases the stability of the bit during drilling and reduces lateral vibrations, while the bit does not move when drilling horizontal wells, thereby increasing the life of the roller bit; (2) the front side of the backs is completely deflected back and out, forming a smooth channel to return upward mud, and also forming a force for lifting debris from the bottom, facilitating the return of debris upward with drilling mud, while increasing the speed of returning up the mud and simplifying the increase in efficiency drilling; (3) the direction of the jet emerging from the flushing nozzle is oriented to the front side of the adjacent cone, so that the drilling fluid can be ejected by the jet directly onto the working surface of the teeth and wash it, which, in turn, improves the cleaning of the face and the cooling effect of the cone teeth. This type of bit provides good performance during direct operation and in sections of horizontal and solid rock wells compared to a conventional bit, with the drilling volume increasing by an average of 40% and the average life time being doubled.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS
На фиг. 1 представлен вид спереди долота согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 is a front view of a bit according to one embodiment of the present invention.
На фиг. 2 представлен вид снизу долота согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 2 is a bottom view of a bit according to one embodiment of the present invention.
На фиг. 3 представлен вид спереди в частичном разрезе долота с приливом промывочного сопла согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 3 is a partial cross-sectional front view of a flushing bit of a flushing nozzle according to one embodiment of the present invention.
На фиг. 4 представлен вид спереди долота согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 4 is a front view of a bit according to a second embodiment of the present invention.
На фиг. 5 представлен вид спереди долота согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 5 is a front view of a bit according to a third embodiment of the present invention.
На фиг. 6a-6c схематические показано получение конечного азимута из начального азимута, когда передняя сторона спинки является плоской.In FIG. 6a-6c schematically illustrate obtaining a final azimuth from an initial azimuth when the front side of the back is flat.
На фиг. 7a-7c схематически показано получение конечного азимута из начального азимута, когда передняя сторона тыльной стороны является частью цилиндрической поверхности.In FIG. 7a-7c schematically illustrate obtaining a final azimuth from an initial azimuth when the front side of the rear side is part of a cylindrical surface.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Описание выполнено с учетом вариантов осуществления настоящего изобретения совместно с прилагаемыми графическими материалами. В соответствии с целью настоящего изобретения, осуществленной и широко описанной в настоящем документе, настоящее изобретение, согласно одному аспекту, относится к трехшарошечному буровому долоту для горизонтальных скважин и скважин в твердой породе. Под термином “шарошечное долото”, используемым в настоящем документе, также следует понимать “буровое долото”.The description is made taking into account embodiments of the present invention in conjunction with the attached graphic materials. In accordance with the purpose of the present invention, implemented and broadly described herein, the present invention, in one aspect, relates to a three-cone drill bit for horizontal and hard rock wells. The term “cone bit” as used herein, also means “drill bit”.
Первый вариант осуществления трехшарошечного бурового долота показан на фиг. 1-3, при этом оно содержит три лапы 3 и шарошки 4, установленные на нижних концах лап. Верхние части трех лап соединены вместе с образованием корпуса долота посредством сварки, при этом верхняя часть корпуса долота оснащена конической резьбой 1, предназначенной для соединения с бурильной колонной; при этом верхние тыльные стороны спинок лап проходят назад на некоторое расстояние, образуя часть лапы, проходящую назад, при этом калибрующие зубья установлены на части спинок, проходящей назад, калибрующие зубья расположены на спинках, при этом 2-3 ряда могут быть расположены спереди и сзади, а 2-3 калибрующих зуба в каждом ряду могут располагаться в шахматном порядке на расстоянии друг от друга, при этом калибрующие зубья являются составными алмазными зубьями или твердосплавными зубьями, образующими калибрующую поверхность на верхних частях лап, при этом 2-3 ряда калибрующих зубьев могут дополнительно располагаться на спинках лап, при этом 4-8 калибрующих зубьев в каждом ряду могут быть расположены в шахматном порядке на расстоянии друг от друга; тактические диаметры всех калибрующих зубьев на спинках лап на 0-1 мм меньше калибрующего диаметра, при этом тактические диаметры постепенно уменьшаются снизу вверх и спереди назад; после установки калибрующих зубьев на калибрующей поверхности на верхних частях лап диаметр этой части на 1 мм меньше калибрующего диаметра шарошечного долота, при этом поперечная устойчивость долота улучшена.A first embodiment of a three-cone drill bit is shown in FIG. 1-3, while it contains three
Передняя сторона лап является линейчатой поверхностью, при этом линейчатая поверхность находится под углом α (отклоняется назад) к оси долота и под углом β (отклоняется наружу) к горизонтальной базовой оси (оси X), при этом значение α составляет 10°~50°, например 20°~30°, значение β составляет 0°~15°, например 8°~10°; в настоящей заявке линейчатой поверхностью является поверхность, образованная прямой линией (прямая линия может называться образующей линией), непрерывно движущейся и проходящей вдоль оси (без изменения направления), параллельной прямой линии, которая может быть, например, плоской или изогнутой поверхностью, проекция которой представляет собой кривую вдоль образующей линии, например, в виде дугообразной поверхности.The front side of the paws is a ruled surface, while the ruled surface is at an angle α (tilts back) to the axis of the bit and at an angle β (tilts out) to the horizontal base axis (X axis), while the value of α is 10 ° ~ 50 °, for example 20 ° ~ 30 °, the value of β is 0 ° ~ 15 °, for example 8 ° ~ 10 °; in this application, a ruled surface is a surface formed by a straight line (a straight line may be called a generating line) continuously moving and passing along an axis (without changing direction) parallel to a straight line, which may be, for example, a flat or curved surface, the projection of which is a curve along a generatrix, for example, in the form of an arched surface.
Верхний наклон и нижний наклон образованы на тыльной стороне лапы, и два наклона и передняя сторона соседней лапы образуют канал возврата вверх бурового раствора, который в забое широкий, а к устью сужается и отклоняется назад, при этом создается значительная сила подъема обломков с забоя, поднимающая обломки вверх с буровым раствором. Прилив 8 промывочного сопла расположен в части лапы, на которой верхние тыльные стороны спинок лап корпуса долота проходят назад, канал притока долота расположен в корпусе долота и сообщается с отверстием прилива промывочного сопла, при этом промывочное сопло 7 установлено в отверстии прилива промывочного сопла, при этом направление струи 6, выходящей из промывочного сопла 7, ориентировано на переднюю сторону соседней шарошки и между наружным рядом зубьев и средним рядом зубьев, при этом минимальное расстояние между потенциальной осью струи, выходящей из промывочного сопла, и зубьями соседней шарошки равно 0, так что при контакте с рабочей поверхностью и во время работы происходит эффективное охлаждение зубьев 5.The upper slope and lower slope are formed on the back of the paw, and the two slopes and the front side of the adjacent paw form a return channel for the drilling fluid, which is wide in the face, and tapers to the mouth and tilts backward, creating a significant lifting force of debris from the face, raising debris up with drilling mud. Tide 8 of the washing nozzle is located in the part of the paw on which the upper back sides of the backs of the paws of the bit body extend back, the channel of the bit inflow is located in the bit body and communicates with the tide hole of the washing nozzle, while the washing nozzle 7 is installed in the tide hole of the washing nozzle, while the direction of the
Второй вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 4, и он отличается от предыдущего варианта осуществления тем, что передняя сторона 2 лап не наклонена наружу, и угол β, образованный между передней стороной 2 и центральной плоскостью долота, равен 0.A second embodiment of the present invention is shown in FIG. 4, and it differs from the previous embodiment in that the
Третий вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 5 и отличается от первого варианта осуществления тем, что форма радиальной поверхности (то есть, сечение, перпендикулярное образующей линии) передней стороны 2 лап представляет собой изогнутую внутрь дугу для образования передней стороны лапы, наклоненной наружу и являющейся изогнутой внутрь в форме дуги поверхности.A third embodiment of the present invention is shown in FIG. 5 and differs from the first embodiment in that the shape of the radial surface (i.e., the cross section perpendicular to the generatrix line) of the
Альтернативно форма радиальной поверхности (то есть, сечения, перпендикулярного образующей линии) передней стороны лап представляет собой параболу или гиперболу.Alternatively, the shape of the radial surface (i.e., a section perpendicular to the generatrix line) of the front side of the paws is a parabola or a hyperbola.
Согласно одному варианту осуществления передняя сторона лап может быть образована последовательным вращением корпуса долота под углами α и β вокруг горизонтальной оси X и продольной оси Z в начальном азимуте, а затем смещением в точке О пересечения горизонтальной оси X и продольной оси Z корпуса долота; при этом когда передняя сторона лап является плоской, ее начальный азимут расположен на плоскости XOZ, образованной горизонтальной осью X и продольной осью Z, при этом когда передняя сторона лап является изогнутой поверхностью, проекция которой представляет собой кривую вдоль образующей линии, ее начальный азимут образован как азимут, где образующая линия параллельна продольной оси Z, а горизонтальная ось X проходит через две крайние точки кривой.According to one embodiment, the front side of the paws can be formed by sequentially rotating the bit body at angles α and β about the horizontal axis X and the longitudinal axis Z in the initial azimuth, and then shifting at the point O of the intersection of the horizontal axis X and the longitudinal axis Z of the bit body; when the front side of the paws is flat, its initial azimuth is located on the XOZ plane formed by the horizontal axis X and the longitudinal axis Z, while when the front side of the paws is a curved surface, the projection of which is a curve along the generatrix line, its initial azimuth is formed as azimuth, where the generating line is parallel to the longitudinal axis Z, and the horizontal axis X passes through the two extreme points of the curve.
Согласно одному варианту осуществления, когда передняя сторона спинок является плоской в начальном азимуте, она расположена на плоскости XOZ, и конечное положение передней стороны лап получают следующим образом: вначале плоскость вращают вокруг оси X под углом α, затем вращают вокруг оси Z под углом β, после чего плоскость можно сместить и соединить с другими поверхностями на спинках лап, образуя конечные передние стороны спинок.According to one embodiment, when the front side of the backs is flat in the initial azimuth, it is located on the XOZ plane, and the end position of the front side of the legs is obtained as follows: first, the plane is rotated around the X axis at an angle α, then rotated around the Z axis at an angle β, after which the plane can be shifted and connected to other surfaces on the backs of the legs, forming the final front sides of the backs.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения когда передняя сторона спинок является частью цилиндрической поверхности в ее начальном азимуте, образующая линия цилиндрической поверхности параллельна вертикальной оси Z, при этом проекция цилиндрической поверхности вдоль вертикальной оси Z представляет собой отрезок дуги, при этом горизонтальная ось X проходит через две крайние точки дуги, а конечное положение цилиндрической поверхности лап получают следующим образом: вначале цилиндрическую поверхность вращают вокруг оси X под углом α, затем вращают вокруг оси Z под углом β, а затем цилиндрическую поверхность можно сместить и соединить с другими поверхностями на спинках лап, образуя конечную переднюю сторону спинок.According to a second aspect of the present invention, when the front side of the backs is part of a cylindrical surface in its initial azimuth, the line of the cylindrical surface is parallel to the vertical Z axis, and the projection of the cylindrical surface along the vertical Z axis is an arc segment, with the horizontal X axis passing through two extreme arc points, and the final position of the cylindrical surface of the paws is obtained as follows: first, the cylindrical surface is rotated around the X axis at an angle α, is then rotated around the Z axis an angle β, and then the cylindrical surface can be shifted to and joined to the other surfaces on the backside of the legs, forming the front end side of the backrest.
На фиг. 6a-6c в качестве примера показан процесс образования конечного азимута из начального азимута, когда передняя сторона лап является плоской.In FIG. 6a-6c show, by way of example, the process of forming the final azimuth from the initial azimuth when the front side of the paws is flat.
Как показано на фиг. 6a-6c, когда передняя сторона спинок является плоской в начальном азимуте, она расположена на плоскости XOZ. Для упрощения описания без его ограничения вертикальные ребра прямоугольника, показанного в качестве плоскости, совпадают с осью Z или параллельны оси Z, а горизонтальные ребра прямоугольника совпадают с осью X (показано на фиг. 6a). Таким образом, плоскость сначала вращают вокруг оси X (например, вращают по часовой стрелке, если смотреть вдоль оси X, но против положительного направления оси X) под углом α (показано на фиг. 6b), затем вращают вокруг оси Z (например, вращают против часовой стрелки, если смотреть вдоль оси Z, но против положительного направления оси Z) под углом β (показано на фиг. 6c), а затем смещают и соединяют с другими поверхностями на спинках лап и, наконец, переднюю сторону спинок формируют посредством резания. Другими словами, переднюю сторону спинок можно получить путем последовательного вращения плоскости под углами α и β вокруг горизонтальной оси X и продольной оси Z корпуса долота из начального азимута с последующим смещением.As shown in FIG. 6a-6c, when the front side of the backs is flat in the initial azimuth, it is located on the XOZ plane. To simplify the description without limiting it, the vertical edges of the rectangle shown as a plane coincide with the Z axis or parallel to the Z axis, and the horizontal edges of the rectangle coincide with the X axis (shown in Fig. 6a). Thus, the plane is first rotated around the X axis (for example, rotated clockwise when viewed along the X axis, but against the positive direction of the X axis) at an angle α (shown in Fig. 6b), then rotated around the Z axis (for example, rotated counterclockwise, when viewed along the Z axis, but against the positive direction of the Z axis) at an angle β (shown in Fig. 6c), and then displaced and connected to other surfaces on the backs of the legs and, finally, the front side of the backs is formed by cutting. In other words, the front side of the backs can be obtained by sequentially rotating the plane at angles α and β around the horizontal axis X and the longitudinal axis Z of the bit body from the initial azimuth with subsequent displacement.
На фиг. 7a-7c в качестве примера показан процесс образования конечного азимута из начального азимута, когда передняя сторона лап является частью цилиндрической поверхности. Когда передняя сторона лап является изогнутой поверхностью части цилиндрической поверхности в начальном азимуте, как показано на фиг. 7a, образующая линия цилиндрической поверхности параллельна продольной оси Z, а горизонтальная ось X проходит через две крайние точки дуги цилиндрической поверхности, выступающей вдоль продольной оси Z. Таким образом, цилиндрическую поверхность вначале вращают вокруг оси X (например, вращают по часовой стрелке, если смотреть вдоль оси X, но против положительного направления оси X) под углом α (показано на фиг. 7b), а затем вращают вокруг оси Z (например, вращают против часовой стрелки, если смотреть вдоль оси Z, но против положительного направления оси Z) под углом β (показано на фиг. 7c), а затем цилиндрическую поверхность смещают и соединяют с другими поверхностями на спинках лап, и наконец переднюю сторону спинок образуют посредством резания. Другими словами, переднюю сторону спинок можно получить путем последовательного вращения цилиндрической поверхности под углами α и β вокруг горизонтальной оси X и продольной оси Z корпуса долота из начального азимута с последующим смещением.In FIG. 7a-7c illustrate, by way of example, the process of forming the final azimuth from the initial azimuth when the front side of the legs is part of a cylindrical surface. When the front side of the paws is a curved surface of a portion of the cylindrical surface in the initial azimuth, as shown in FIG. 7a, the line forming the cylindrical surface is parallel to the longitudinal axis Z, and the horizontal axis X passes through the two extreme points of the arc of the cylindrical surface protruding along the longitudinal axis Z. Thus, the cylindrical surface is first rotated around the X axis (for example, clockwise, if you look along the X axis, but against the positive direction of the X axis) at an angle α (shown in Fig. 7b), and then rotate around the Z axis (for example, rotate counterclockwise when viewed along the Z axis, but against the positive direction axis Z) at an angle β (shown in Fig. 7c), and then displace cylindrical surface and connected to the other surfaces on the backside of the legs, and finally the front side of the backrest is formed by cutting. In other words, the front side of the backs can be obtained by sequentially rotating the cylindrical surface at angles α and β around the horizontal axis X and the longitudinal axis Z of the bit body from the initial azimuth with subsequent displacement.
Вышеизложенное описание приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения было приведено только в целях демонстрации и описания, и не является исчерпывающим или ограниченным конкретными раскрытыми формами. Изложенные выше идеи изобретения могут быть модифицированы и изменены.The foregoing description of exemplary embodiments of the invention has been provided for purposes of demonstration and description only, and is not intended to be exhaustive or limited to the particular forms disclosed. The above ideas of the invention can be modified and modified.
Варианты осуществления были выбраны и описаны для пояснения принципов изобретения и их практического применения, что позволит специалистам в данной области техники реализовать настоящее изобретение и его различные варианты осуществления с учетом различных изменений, которые подходят для конкретного целевого применения. Альтернативные варианты осуществления без отступления от его сущности и объема станут очевидными для специалистов в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Соответственно, объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием и примерными вариантами осуществления, описанными здесь.Embodiments have been selected and described to explain the principles of the invention and their practical application, which will enable those skilled in the art to implement the present invention and its various embodiments taking into account various changes that are suitable for a particular target application. Alternative embodiments without departing from its essence and scope will become apparent to those skilled in the art to which the present invention relates. Accordingly, the scope of the present invention is determined by the appended claims, and not by the above description and exemplary embodiments described herein.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2011/080272 WO2013044460A1 (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Tricone rock bit for horizontal wells and hard formation wells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014116477A RU2014116477A (en) | 2015-11-10 |
| RU2575373C2 true RU2575373C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174631U1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | DRILL BORING CHISEL |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1315598A1 (en) * | 1985-07-11 | 1987-06-07 | Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Roller bit |
| RU2029050C1 (en) * | 1991-06-28 | 1995-02-20 | Научно-исследовательский институт буровой техники | Roller drill bit |
| US6446739B1 (en) * | 1999-07-19 | 2002-09-10 | Smith International, Inc. | Rock drill bit with neck protection |
| RU2230875C2 (en) * | 2002-09-03 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" | Boring cutter for high speed boring |
| CN101382045A (en) * | 2008-07-30 | 2009-03-11 | 江汉石油钻头股份有限公司 | Three-cone bit for horizontal well and hard formation well |
| CN101806195A (en) * | 2010-03-09 | 2010-08-18 | 江汉石油钻头股份有限公司 | Tricone bit used for high-rotating speed well drilling |
| CN201802311U (en) * | 2010-03-09 | 2011-04-20 | 江汉石油钻头股份有限公司 | Tricone bit for drilling well at high rotating speed |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1315598A1 (en) * | 1985-07-11 | 1987-06-07 | Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Roller bit |
| RU2029050C1 (en) * | 1991-06-28 | 1995-02-20 | Научно-исследовательский институт буровой техники | Roller drill bit |
| US6446739B1 (en) * | 1999-07-19 | 2002-09-10 | Smith International, Inc. | Rock drill bit with neck protection |
| RU2230875C2 (en) * | 2002-09-03 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" | Boring cutter for high speed boring |
| CN101382045A (en) * | 2008-07-30 | 2009-03-11 | 江汉石油钻头股份有限公司 | Three-cone bit for horizontal well and hard formation well |
| CN101806195A (en) * | 2010-03-09 | 2010-08-18 | 江汉石油钻头股份有限公司 | Tricone bit used for high-rotating speed well drilling |
| CN201802311U (en) * | 2010-03-09 | 2011-04-20 | 江汉石油钻头股份有限公司 | Tricone bit for drilling well at high rotating speed |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174631U1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | DRILL BORING CHISEL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100032215A1 (en) | Tri-cone bits for horizontal and hard formation drilling applications | |
| CN102678050B (en) | A kind of have the gear wheel composite drill bit impacting cutting structure | |
| KR101132704B1 (en) | Excavating bit structure available expands the hollow in the base rock | |
| CN1952342B (en) | Drill with pulsation chamber | |
| AU2015309212B2 (en) | Drill bit with recessed cutting face | |
| CN114645676A (en) | PDC drill bit with adjustable nozzle on blade | |
| CN103541660A (en) | Composite type eccentric one-cone bit | |
| US20100132510A1 (en) | Two-cone drill bit | |
| CN206220857U (en) | A kind of alternately plow and the composite drill bit for scraping butt formula combined-breaking rock | |
| CN102168526A (en) | Stud gear with cutting edge and drill thereof | |
| CN101988369A (en) | Pressure-reducing and speed-accelerating drill flow channel structure and drill | |
| US9410378B2 (en) | Tricone rock bit for horizontal wells and hard formation wells | |
| US3014544A (en) | Jet rock bit | |
| CN110159202A (en) | A kind of diamond bit with fixed buffer structure | |
| RU2575373C2 (en) | Three-cutter drill bit for horizontal wells and those in hard rock | |
| CN104047561B (en) | Wireline Coring Off-Axis Anti-deviation Combined Drilling Tool | |
| CN203271620U (en) | Combined drill rod | |
| CN205743718U (en) | A kind of coring PDC bit | |
| CN116988739B (en) | A high-density longitudinally arranged PDC drill bit | |
| CN112302542A (en) | PDC drill bit | |
| CN102678051B (en) | Disc-type composite drill bit with impact cutting structure | |
| CN203248081U (en) | Wide insert cone bit | |
| CN203640607U (en) | Composite eccentric single-cone bit | |
| KR100312250B1 (en) | A bace rock digging vit | |
| CN207420521U (en) | A kind of efficient milling shoes |