RU2170320C1

RU2170320C1 - Cone drill bit

Info

Publication number: RU2170320C1
Application number: RU99124886A
Authority: RU
Inventors: А.И. Перепелицын; В.К. Иванов; Ю.М. Рудской; Сергей Валентинович Бондарев; Эдуард Петрович Кураколов; Юрий Михайлович Тарасов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Михайловский ГОК"
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2001-07-10

Abstract

FIELD: drilling equipment. SUBSTANCE: invention is related to rock-breaking tools intended to drill holes in rocks. Cone drill bit includes body housing tail parts of claws with rotary bits. Claws are fixed in body by means of ring wedge joint with wedge angle equal to or exceeding two angles of friction between claw and body. Each claw is fitted with safety bolt paced in body in parallel to central axis of drill bit and in plane passing through symmetry axis of claw. EFFECT: simplified dismantling of cone drill bit. 3 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, в частности к породоразрушающему инструменту, предназначенному для бурения скважин в горных породах. The invention relates to drilling equipment, in particular to a rock cutting tool designed for drilling wells in rocks.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус с размещенными в нем хвостовиками лап с шарошками. На внутренней поверхности корпуса выполнены эксцентричные проточки, а на хвостовиках лап - эксцентричные выступы, благодаря чему обеспечивается передача крутящего момента от корпуса лапам с шарошками [1]. Known cone drill bit containing a housing with shanks of paws with cones placed therein. Eccentric grooves are made on the inner surface of the casing, and eccentric protrusions are made on the paw shanks, which ensures transmission of torque from the casing to paws with cones [1].

Недостатком этого долота является сложная технология изготовления корпуса с эксцентричными проточками и хвостовиков лап с эксцентричными выступами. Кроме того, при самотормозящем эксцентриковом соединении лап с корпусом осуществить разборку такого долота затруднительно, так как требуется большой крутящий момент для возвращения лап в положение, при котором их можно вынуть из корпуса; в таком случае без специального приспособления для разборки долота не обойтись. The disadvantage of this bit is the complex manufacturing technology of the body with eccentric grooves and paw shanks with eccentric protrusions. In addition, with a self-braking eccentric connection of the paws to the body, it is difficult to disassemble such a bit, since a large torque is required to return the paws to a position in which they can be removed from the body; in this case, you can not do without a special device for disassembling the bit.

Известно также буровое шарошечное долото, содержащее корпус с размещенными в нем хвостовиками лап с шарошками. Крепление каждой лапы с корпусом выполнено в виде кольцевого клинового соединения, поверхности которого образованы прямыми линиями при их вращении вокруг продольной оси долота, при этом угол клина γ меньше двух углов трения ρ между лапой и корпусом. Соединение каждой лапы с корпусом снабжено резьбовыми штифтами, расположенными в плоскости, проходящей через ось вращения долота и ось симметрии лапы [2]. A cone drill bit is also known, comprising a body with shank paws with cones placed therein. The fastening of each leg with the body is made in the form of an annular wedge connection, the surfaces of which are formed by straight lines when they rotate around the longitudinal axis of the bit, while the wedge angle γ is less than two friction angles ρ between the leg and the body. The connection of each paw with the body is equipped with threaded pins located in a plane passing through the axis of rotation of the bit and the axis of symmetry of the paw [2].

Недостатком этого долота являются значительное продольное перемещение лап относительно корпуса и сложность его разборки, так как для съема лап требуется большое усилие, возникающее из-за того, что угол клина γ меньше двух углов трения ρ между лапой и корпусом при значительной длине кольцевого клинового соединения. Разборку такого долота приходится выполнять в специальном приспособлении. The disadvantage of this bit is the significant longitudinal movement of the paws relative to the body and the difficulty of disassembling it, since it takes a lot of effort to remove the paws due to the wedge angle γ being less than two friction angles ρ between the paw and the body with a significant length of the ring wedge joint. Dismantling of such a bit has to be performed in a special device.

Задача изобретения - упрощение разборки долота. The objective of the invention is the simplification of disassembly of the bit.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе бурового шарошечного долота укреплены посредством кольцевого клинового соединения лапы с шарошками, причем в нижней части корпуса наружная поверхность каждой лапы и сопряженная с ней внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде двугранника, а внутренняя поверхность образована прямой линией при ее вращении вокруг продольной оси долота. Каждая лапа снабжена страховочным болтом, размещенным в корпусе параллельно центральной оси долота и в плоскости, проходящей через ось симметрии лапы, а угол γ клина равен или больше двух углов ρ трения между лапой и корпусом. The specified technical result is achieved by the fact that in the casing of the drill cone bit reinforced by means of an annular wedge connection of the paws with cones, and in the lower part of the casing the outer surface of each paw and the inner surface of the casing connected to it are made in the form of a dihedron, and the inner surface is formed by a straight line when it rotation around the longitudinal axis of the bit. Each paw is equipped with a safety bolt placed in the body parallel to the central axis of the bit and in a plane passing through the axis of symmetry of the paw, and the wedge angle γ is equal to or greater than two friction angles ρ between the paw and the body.

На фиг. 1 изображено буровое шарошечное долото, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б фиг. 1. In FIG. 1 shows a cone drill bit; in FIG. 2 is a section AA of FIG. 1, in FIG. 3 is a view B of FIG. 1.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1, в котором размещены хвостовики лап 2, состоящие в верхней части из кольцевого клинового соединения, одна сторона 3 которого имеет, например, цилиндрическую поверхность, а другая 4 - коническую, а в нижней части соединения хвостовики лап 2 сочленены с корпусом 1 посредством профильного соединения, одна сторона которого представляет цилиндрическую поверхность 3, а другая выполнена в виде двугранного профиля 5. Каждая лапа снабжена страховочным болтом 6, размещенным в отверстии 7 корпуса 1. Отверстия 7 в корпусе 1 размещены равномерно по окружности через 120^o.The cone drill bit contains a housing 1, in which the paw shanks 2 are located, consisting of an annular wedge connection in the upper part, one side 3 of which has, for example, a cylindrical surface, and the other 4 has a conical surface, and in the lower part of the connection, the paw shanks 2 are jointed with case 1 by means of a profile connection, one side of which is a cylindrical surface 3, and the other is made in the form of a dihedral profile 5. Each paw is equipped with a safety bolt 6 located in the hole 7 of the housing 1. Holes 7 in the housing 1 is placed evenly around the circumference through 120 ^o .

Буровое шарошечное долото работает следующим образом. Drill bit is as follows.

При бурении скважины в горной породе с помощью бурового шарошечного долота на него действуют осевая нагрузка и крутящий момент. Под действием осевой нагрузки происходит контактирование кольцевого клина лапы 2 и кольцевой выемки корпуса, в результате чего от корпуса лапы передается крутящий момент. При угле γ ≅ 2ρ клина осуществляется заклинивание лапы 2 в корпусе 1, а при γ > 2ρ заклинивания лапы в корпусе не происходит. Если сил трения между лапами 2 и корпусом 1 будет недостаточно для передачи крутящего момента, особенно при стопорном режиме, то проскальзыванию лап относительно корпуса будет препятствовать профильное соединение 5 лап с корпусом, которое также будет передавать крутящий момент от корпуса лапам с шарошками. Выпадению лапы 2 из корпуса 1 препятствует усилие заклинивания лапы в корпусе при γ ≅ 2ρ и страховочный болт 6, размещенный в отверстии 7 корпуса (при γ > 2ρ). When drilling a well in rock using a cone bit, axial load and torque act on it. Under the action of axial load, the annular wedge of the paw 2 and the annular recess of the casing are contacted, as a result of which torque is transmitted from the casing of the paw. At an angle γ ≅ 2ρ of the wedge, paws 2 are jammed in the housing 1, and at γ> 2ρ, the paws are jammed in the housing. If the friction forces between the legs 2 and the body 1 will not be enough to transmit torque, especially in the stop mode, then the claws of the legs relative to the body will be hindered by the profile connection 5 of the legs with the body, which will also transmit torque from the body to the legs with cones. The loss of the paw 2 from the body 1 is prevented by the force of jamming of the paw in the body at γ ≅ 2ρ and the safety bolt 6 located in the hole 7 of the body (for γ> 2ρ).

Для замены лап 2 с шарошками вывинчивают страховочные болты 6, затем небольшим усилием вывинчивают лапу (при γ ≅ 2ρ) или вынимают (при γ > 2ρ) из корпуса 1. Сборка шарошечного долота осуществляется в обратном порядке. To replace the paws 2 with cones, the safety bolts 6 are unscrewed, then the paw (with γ ≅ 2ρ) is unscrewed with small force or removed (with γ> 2ρ) from the housing 1. The cone bit is assembled in the reverse order.

Преимущества заявленной конструкции бурового шарошечного долота обеспечиваются простотой разборки и сборки долота, в том числе в полевых условиях на буровой установке. The advantages of the claimed design of the cone drill bit are provided by the ease of disassembling and assembling the bit, including in the field at the drilling rig.

Источники информации
1. А.с. СССР N 791892, кл. E 21 B 10/08, 1980 г.Sources of information
1. A.S. USSR N 791892, class E 21 B 10/08, 1980

2. Патент UA N 25122, кл. E 21 B 10/08, 1998 г., прототип. 2. Patent UA N 25122, cl. E 21 B 10/08, 1998, prototype.

Claims

A cone drill bit containing a body with paws with cones fixed in it by means of an annular wedge connection with a wedge angle γ of the wedge, characterized in that in the lower part of the connection body the outer surface of each paw and the inner surface of the casing connected with it are made in the form of a two-sided, and the inner surface formed by a straight line when it rotates around the longitudinal axis of the bit, while the wedge angle γ is equal to or greater than two friction angles ρ between the paw and the body, and each paw is equipped with a safety bolt, p zmeschennym in the housing parallel to the central axis of the bit and in a plane passing through the axis of symmetry of the legs.