RU2579821C1

RU2579821C1 - Drilling bit

Info

Publication number: RU2579821C1
Application number: RU2015110873/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-04-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to a drill bits designed for drilling, preferably hard rocks. Drill bit comprises a housing with flow channels and hollow carbide inserts, working ends of which have a toroidal shape, and their cavities are linked with cavity of body. In body there are ejection channels linking cavity of body with cavity of carbide inserts, wherein a portion of body below ejection channels is made in shape of a cylinder on which there is a seal assembly.

EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency of drilling bit.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным, преимущественно, для бурения по твердым породам ударно-вращательным способом.The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to crowns intended primarily for drilling in hard rock by the rotational shock method.

Известна буровая коронка, включающая корпус, рабочий торец которого оснащен твердосплавными вставками, полости которых сообщены с полостью корпуса (см. авт. св-во СССР №308189, кл. E21B 10/60, 1971 г.).Known drill bit, comprising a housing, the working end of which is equipped with carbide inserts, the cavities of which are in communication with the cavity of the housing (see ed. USSR certificate No. 308189, class E21B 10/60, 1971).

Недостатком этой коронки является малая проходка, что связано с наличием концентраторов напряжений на рабочей поверхности вставок, имеющих треугольную форму. Другим недостатком этой коронки является недостаточно эффективное использование совместного взаимодействия вставок на поражаемую поверхность забоя. The disadvantage of this crown is a small penetration, which is associated with the presence of stress concentrators on the working surface of the inserts having a triangular shape. Another disadvantage of this crown is the inefficient use of the joint interaction of the inserts on the affected surface of the face.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с напорными каналами и полыми твердосплавными вставками, рабочие торцы которых имеют тороидальную форму, а полости их сообщены с полостью корпуса (см. авт. св. СССР №1778265, кл. E21B 10/56, 1992 г.). В данной коронке благодаря использованию вставок с тороидальным торцом значительно увеличивается их стойкость, а тем самым и проходка на коронку, особенно при бурении по твердым и крепким породам за счет создания кумулятивного эффекта разрушения породы.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit containing a body with pressure channels and hollow carbide inserts, the working ends of which are toroidal in shape, and their cavities are in communication with the body cavity (see ed. St. USSR No. 1778265, class E21B 10/56, 1992). Due to the use of inserts with a toroidal end face, in this crown, their resistance is significantly increased, and thereby penetration to the crown, especially when drilling through hard and hard rocks due to the creation of a cumulative effect of rock destruction.

К недостаткам ее следует отнести сравнительно низкую эффективность удаления шлама с забоя скважины, что ведет к его повторному измельчению и повышенному износу твердосплавных вставок со снижением проходки и скорости бурения.Its disadvantages include the relatively low efficiency of removing sludge from the bottom of the well, which leads to its repeated grinding and increased wear of carbide inserts with a decrease in penetration and drilling speed.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение технико-экономических показателей буровых коронок, а именно рост скорости и проходки при одновременном снижении стоимости метра бурения.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the technical and economic indicators of drill bits, namely the increase in speed and penetration while reducing the cost of a meter of drilling.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с напорными каналами и полыми твердосплавными вставками, рабочие торцы которых имеют тороидальную форму, а полости их сообщены с полостью корпуса, согласно изобретению в корпусе выполнены эжекционные каналы, сообщающие полость корпуса с полостью твердосплавных вставок, при этом часть корпуса ниже эжекционных каналов выполнена в форме цилиндра, на которой установлен узел герметизации.The indicated technical result is achieved in that in a drill bit containing a housing with pressure channels and hollow carbide inserts, the working ends of which are toroidal in shape and their cavities are in communication with the housing cavity, according to the invention, ejection channels are made in the housing, communicating the housing cavity with the carbide cavity inserts, while part of the body below the ejection channels is made in the form of a cylinder on which a sealing assembly is mounted.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что узел герметизации выполнен в виде цилиндрической пружины. The task is also facilitated by the fact that the sealing unit is made in the form of a cylindrical spring.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг. 1 изображает общий вид коронки в разрезе в продольном разрезе, на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - фрагмент сечения Б-Б на фиг. 2.The invention is illustrated in the drawing, in which FIG. 1 is a sectional perspective view of a crown in longitudinal section; FIG. 2 - node A in FIG. 1 on an enlarged scale; in FIG. 3 is a fragment of section BB in FIG. 2.

Буровая коронка включает корпус 1 с полостью 2, эжекционными 3 и напорными 6 каналами и твердосплавными вставками 4. Вставки 4 выполнены с полостью 5 и тороидальным рабочим торцом 8. Полость 5 вставок 4 сообщена посредством дополнительных каналов 9 с эжекционными каналами 3, оснащенными насадками 11. Корпус 1 ниже эжекционных каналов 3 имеет цилиндрическую форму 10, на которой установлен узел герметизации 7, выполненный в виде цилиндрической пружины из износостойкого материала, плотно прилегающей к цилиндрической поверхности корпуса 1.The drill bit includes a housing 1 with a cavity 2, ejection 3 and pressure 6 channels and carbide inserts 4. Inserts 4 are made with a cavity 5 and a toroidal working end 8. The cavity 5 of the inserts 4 is communicated through additional channels 9 with ejection channels 3 equipped with nozzles 11. The housing 1 below the ejection channels 3 has a cylindrical shape 10 on which a sealing assembly 7 is mounted, made in the form of a cylindrical spring of a wear-resistant material that is tightly adjacent to the cylindrical surface of the housing 1.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента твердосплавные вставки 4 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность очистным агентом (промывочной жидкостью или сжатым воздухом), прокачиваемым через колонну бурильных труб и корпус 1 коронки. При этом разрушенная порода удаляется с забоя скважины или шпура в затрубную полость через полости 5 вставок 4. Этому способствует подача очистного агента непосредственно на забой через напорные каналы 6, наличие эжекционных каналов 3 и узла герметизации 7, препятствующего уходу очистного агента через зазоры между стенками скважины или шпура и боковой поверхностью корпуса 1. В целом это позволяет направлять весь объем очистного агента через полости 5 твердосплавных вставок 4. А это, в свою очередь, позволяет обеспечить качественное охлаждение твердосплавных вставок 4, что увеличивает их стойкость. The principle of operation of the crown is as follows. Under the action of axial load and torque, carbide inserts 4 are embedded in the rock and destroy it. The destroyed rock is brought to the surface by a cleaning agent (flushing fluid or compressed air) pumped through the drill pipe string and crown body 1. In this case, the destroyed rock is removed from the bottom of the well or hole in the annular cavity through the cavity 5 of the inserts 4. This is facilitated by the supply of the cleaning agent directly to the bottom through the pressure channels 6, the presence of ejection channels 3 and the sealing unit 7, which prevents the cleaning agent from leaving the gaps between the walls of the well or a hole and the side surface of the housing 1. In general, this allows you to direct the entire volume of the cleaning agent through the cavity 5 of the carbide inserts 4. And this, in turn, allows you to provide high-quality cooled carbide inserts 4, which increases their resistance.

Применение предложенной коронки позволяет значительно повысить качество очистки забоя скважины или шпура от шлама при одновременном повышении стойкости твердосплавных вставок 4 и тем самым повысить производительность буровой коронки и снизить стоимость буровых работ.The use of the proposed crown can significantly improve the quality of cleaning the bottom of the well or borehole from sludge while increasing the resistance of carbide inserts 4 and thereby increase the performance of the drill bit and reduce the cost of drilling operations.

Claims

1. A drill bit containing a housing with pressure channels and hollow carbide inserts, the working ends of which are toroidal in shape, and their cavities are in communication with the cavity of the housing, characterized in that the housing has ejection channels communicating the cavity of the housing with a cavity of carbide inserts, the part of the body below the ejection channels is made in the form of a cylinder on which a sealing unit is installed.

2. The drill bit according to claim 1, characterized in that the sealing unit is made in the form of a coil spring.