SU1714072A1

SU1714072A1 - Roller cutter drilling bit

Info

Publication number: SU1714072A1
Application number: SU894761746A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Поздняков; Александр Константинович Забурдаев; Роман Иосифович Гук
Original assignee: Pozdnyakov Viktor; Zaburdaev Aleksandr K; Guk Roman
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к технике и технологии бурени нефт ных, газовых и других скважин и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации буровых шарошечных долот. Цель - повышение эффективности работы за счет снижени энергозатрат на разрушение породы в пе^риферийной части забо скважины. Шарошечное долото содержит корпус 1 с лапами 2. На лапах 2 установлены шарошки 3 с калибрующими поверхност ми 7. Оси боковых удлиненных насадок 4 направлены на пересечение с окружностью 5. Окружность 5 описывает калибрующие поверхности 7 шарошек 3 радиусом R. Радиус R струи промывочной жидкости попадает на линии калибровки ствола скважины. Осуществл етс гидродинамическое воздействие. Происходит размыв породы за счёт касательных напр жений. Поток взрыхл ет породу и подготавливает почву дл разрушени породы. 1 с.п.ф-лы, 2 ил.(Лс;|s*^ О VI ГОThe invention relates to the technique and technology of drilling oil, gas and other wells and can be used in the design, manufacture and operation of roller cone bits. The goal is to increase work efficiency by reducing the energy consumption for rock destruction in the peripheral part of the bottom hole. The roller bit contains a body 1 with legs 2. On the legs 2 there are mowers 3 with calibrating surfaces 7. The axes of the side elongated nozzles 4 are directed to the intersection with circle 5. Circumference 5 describes the calibrating surfaces 7 of the cutting stones 3 with radius R. The radius R of the washing liquid stream falls on the wellbore calibration line. A hydrodynamic effect is performed. The rock is eroded due to tangential stresses. The stream loosens the rock and sets the stage for rock destruction. 1 sp.f-ly, 2 ill. (Ls; | s * ^ About VI GO

Description

Изобретение относитс к технике и технологии бурени нефт ных, газовых и других скважин и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации буровых шарошечных долот.The invention relates to the technique and technology of drilling oil, gas and other wells and can be used in the design, manufacture and operation of roller cone bits.

Известна конструкци шарошечного долота с трем боковыми гидромониторными насадками, расположенными в проемах между шарошками долота и ориентированными на периферийную часть забо скважины .The known construction of a roller bit with three lateral jet nozzles located in the openings between the bit cones and oriented to the peripheral part of the bottom hole.

Недостаток конструкции заключаетс в том, что струи промывочной жидкости, истекающие из насадок, оказывают экранирующее вли ние, закрыва путь дл выноса шлама с забо через проемы между лапами долота. При этом большое рассто ние от выходного отверсти боковых насадок до поверхности забо приводит к размыву и растеканию затопленных струй; что сводит к минимуму их гидравлическое воздействие на поверхность забо и, таким образом, не способствует снижению энергозатрат на разрушение породы зубь ми шарошек.The disadvantage of the design lies in the fact that the jet of flushing fluid flowing from the nozzles have a shielding effect, closing the path for the removal of sludge from the bottom through the apertures between the bits of the bits. At the same time, a large distance from the outlet of the side nozzles to the bottom surface leads to erosion and spreading of the submerged jets; which minimizes their hydraulic impact on the surface of the bottom, and, thus, does not contribute to the reduction of energy consumption for the destruction of the rock by the teeth of the roller cones.

Известно шарошечное долото, в котором ориентирование боковых удлиненных насадок осуществл етс без учета механизма разрушени породы зубь ми различных венцов шарошек, в частности периферийных венцов, на долю которых приход тс наибольшие энергозатраты в процессе разрушени и калибровки ствола скважины в периферийной части забо .A roller bit is known in which the orientation of the side elongated nozzles is carried out without taking into account the mechanism of destruction of the rock by the teeth of various crowns of cones, in particular the peripheral rims, which account for the greatest energy consumption during the destruction and calibration of the wellbore in the peripheral part of the bottomhole.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности бурени за счет снижени энергозатрат на разрушение породы в периферийной части забо скважины.The aim of the invention is to increase the drilling efficiency by reducing the energy consumption for rock destruction in the peripheral part of the bottom hole.

Указанна цель изобретени достигаетс тем, что в шарошечном долоте, содержащем корпус, соединенные с ним лапы с шарошками и боковыми удлиненными насадками , боковые насадки своими ос ми ориентированы на пересечение с окружностью , описывающей калибрующие поверхности шарошек радиусом, равным радиусу долота в сборе.This object of the invention is achieved by the fact that in a roller bit comprising a body, paws connected with cones and lateral elongated nozzles connected to it, the lateral nozzles are oriented at their intersection with a circle describing the calibrating surfaces of the cones with a radius equal to the bit radius in the assembly.

На фиг. 1 показано шарошечное долото, общий вид; на фиг. 2 - схема ориентации удлиненных насадок.FIG. 1 shows a roller bit, general view; in fig. 2 - orientation scheme of elongated nozzles.

Шарошечное долото (фиг. 1,2) содержит корпус 1, с которым соединены лапы 2 с шарошкЬми 3 и боковыми удлиненными насадками 4. Боковые насадки 4 своими ос ми ориентированы на пересечение с окружностью 5 (точки б пересечени ), описывающей калибрующие поверхности 7 шарошек радиусом R, равным радиусу долота The roller bit (fig. 1, 2) comprises a housing 1, to which the paws 2 are connected with the cone 3 and lateral elongated nozzles 4. The lateral nozzles 4 are oriented with their axes to the intersection with circle 5 (intersection points b), describing the calibrating surfaces 7 of the cones radius R equal to the bit radius

в сборе (2R Одолота).assembled (2R Odolot).

Предлагаемое долото разработано с учетом механизма взаимодействи калибрующих поверхностей шарошек 7 со стенками скважины (фиг. 2). При бурении скважины профиль формируемого забо с момента калибровки стенки (фиг; 2, точка К) идет на сужение, что объ сн етс механизмом взаимодействи периферийных зубьев шарошек с поверхностью забо . Углубление такого профил забо в периферийной части трудоемко, так как зубь м не за чтозацепитьс , и разрушение породы осуществл етс в основном фрезерованием и раздавливанием. Предлагаемое ориентирование боковых насадок 4 обеспечивает попадание струи промывочной жидкости из насадок при вращении долота на линию калибровки ствола скважины (лини , проход ща через точки К, фиг. 2). При этом происходит размыв породы засчет касательных напр жений, возникающих от действи поперечного потока, образующегос при встрече струи с забоем. Указанный поток промывочной жидкости будет также взмучивать (взрыхл ть) породу, осуществл ть отрыв с поверхности забо разрушенных , но еще прижатых к нему частиц, подготавлива таким образом почву дл разрушени породы в этой части забо периферийными зубь ми шарошками с малыми знергозатратами.The proposed bit was developed taking into account the mechanism of interaction of the calibrating surfaces of the roller cutters 7 with the borehole walls (Fig. 2). When drilling a well, the profile of the formed bottom from the moment of wall calibration (Fig; 2, point K) narrows, which is explained by the mechanism of interaction of the peripheral teeth of the cones with the bottom surface. The deepening of such a profile in the peripheral part is laborious, since the teeth cannot be attached and the destruction of the rock is carried out mainly by milling and crushing. The proposed orientation of the lateral nozzles 4 ensures that a jet of flushing fluid enters the nozzles when the bit rotates on the wellbore calibration line (the line passing through points K, Fig. 2). When this occurs, the rock erodes due to tangential stresses arising from the transverse flow, which is formed when the jet encounters the face. This flushing fluid stream will also rock up (loosen) the rock, carry out the separation from the bottom of the bottom of the destroyed, but still pressed to it particles, thus preparing the soil for the destruction of the rock in this part of the peripheral teeth with small weights.

Практически указанное ориентирование боковых насадок 4 осуществл етс следующим образом. Калибрующие поверхности шарошек 7 (фиг. 2) описывают-. с окружностью 5, радиус которой равен радиусу долота в сборе R (или, что то же самое, радиусу скважины). Из точек касани К на горизонтальной проекции долота восстанавливаютс вертикальные линии до соответствующих точек касани К на вертикальной проекции долота. Через эти точки К проводитс горизонтальна лини , котора позвол ет определить величину Ah, hi. Зна конструктивные параметры h, Ah, hi, I, ориентирование боковых насадок (4) в вертикальной плоскости определ етс углом наклона у:The practically indicated orientation of the side nozzles 4 is carried out as follows. The gauge surfaces of the cones 7 (Fig. 2) describe-. with a circle 5, the radius of which is equal to the radius of the bit assembly R (or, which is the same, the radius of the well). From the points of tangency K on the horizontal projection of the chisel, vertical lines are restored to the corresponding points of tangency K on the vertical projection of the chisel. Through these points K, a horizontal line is drawn, which makes it possible to determine the value of Ah, hi. By knowing the design parameters h, Ah, hi, I, the orientation of the lateral tips (4) in the vertical plane is determined by the angle of inclination y:

у arctg -JШарошечное долото работает следующим образом.the arctg -Jarbon bit works as follows.

В процессе вращени долота под осевой нагрузкой зубь шарошек разрушают горную породу на забое скважины. Струи промывочной жидкости, истека со скоростью из боковых насадок 4 (фиг. 1, 2), попадают на лининэ калибровки ствола скважины (лини , проход ща через точки К, фиг. 2),In the process of rotation of the bit under axial load, the tooth of the cutters destroy the rock at the bottom of the well. Jets of flushing fluid, having flowed out at a speed from side nozzles 4 (Fig. 1, 2), fall on the calibration line of the well bore (the line passing through points K, Fig. 2),

Claims

Formula of the invention A cone bit containing a body, paws connected to it, cones mounted on them with calibrating surfaces and with lateral elongated nozzles, characterized in that, in order to increase the efficiency of the bit by reducing the energy consumption for rock destruction in the peripheral part of the bottom of the well , the axis of the lateral elongated nozzles are directed at the intersection with a circle describing the calibrating on the surface of the cones with a radius equal to the radius of the bit.

K (calibration point)

Well profile

Wall well

Figure 2