Буровое долото

Буровым долотом называют специальное приспособление, которое наиболее часто используется при бурильных работах. Данный инструмент производит действие разрушительного характера на грунт, и наиболее часто используется в такой сфере работ, как бурение скважин и для разрушительного воздействия на горные породы.

 

Буровые долота – классификация и виды

По принципу работы буровое долото можно разделить на три вида, а именно на буровое долото, которое совершает бурение сплошного характера, то есть когда бурильные работы идут по размеру скважины. Еще одним видом бурового долота является такой тип, который работает колонковым методом, а именно когда работы по бурению проводятся по кольцевой окружности горной породы, при этом вся средняя часть остается целостной.

 

 

И, наконец, третьим видом бурового долота является долото, которое имеет специальное назначение и применяется при специальных видах работ. Например, такими инструментами являются долото зарезное, специальные расширители, и фрезеры.

Так же буровое долото можно подразделить и по таким параметрам, как способ воздействия на породы, данными типами являются буровые долота дробящего действия, следующим типом является долото, которое оказывает действие дробяще-скалывающего характера. Далее идет буровое долото, которое оказывает истирающее и режущее действие на горную породу. И, наконец, последнее воздействие, которое может оказывать на горную породу буровое долото, это режуще-скалывающее действие.

 

Устройство буровых долот

 

 

 

Сами рабочие элементы бурового долота могут быть шарошечными и иметь вид лопастей. Как правило, основной объем работ во время бурения скважин выполняет буровое долото шарошечного вида. Конструкция данного вида устройства выполнена из круглой формы шарошек, которые монтируются на подшипниковых элементах, на секционных цапфах самого долота. Шарошек на долоте может быть по количеству от одной, до шести штук.

 

Однако самой распространенной разновидностью является буровое долото с тремя шарошками, оно способно к выполнению всех необходимых задач, и как правило наиболее часто используется при бурении нефтяных скважин. Если же бурение скважины должно быть особо глубоким то, как правило, в этом случае наиболее часто используется долото с одной шарошкой.

Само шарошечное буровое долото может иметь секционную конструкцию и конструкцию корпусного вида. Устройство данного инструмента подразумевает крепление его на конце колоны для проведения бурильных работ. Именно эта установка производит передачу долоту усилий, посредством которых и происходит работа.

 

Характеристики буровых долот

Сегодня такой инструмент как буровое долото происходит через большое количество модернизаций, дабы расширить возможности и рабочие потребности данного инструмента. Проведение модернизации позволяет в значительной степени увеличить скорость и качество работы такого инструмента как буровое долото. Второй вид бурового долота, который работает посредством лопастной насадки, предназначается для работ на нетвердых и неплотных горных породах.

 

Данное устройство предназначается для проведения работы методом вращения, его конструкция представляет собой корпус, имеющий кованую поверхность на котором приварены сами лопасти.

Для более долгого срока службы данная поверхность проходит обработку посредством армирования сплавами большой плотности.

Для проведения работ не основного, а вспомогательного характера, либо работ, не требующих больших усилий, используют буровое долото фрезерного типа. Как правило, данный вид оборудования предназначен для бурения цементных поверхностей, либо для бурения металлических элементов в породе.

Бурильное долото – важнейший компонент эффективного бурения скважин – Основные средства

Как известно, нефть и газ в современных условиях добываются с помощью скважин, пробуренных в пластах земных пород. Бурение сегодня – единственный эффективный метод по разведыванию и наращиванию добываемых объемов нефти и газа. И один из главных элементов в подобных технологиях – долото. Именно долота разрушают горные породы, а поскольку существуют множество технологий бурения, то и видов бурильных долот разработано немало.

Выбираем долото, ориентируясь на применение

При бурении нефтяных, газовых и прочих скважин основным способом разрушения горных пород является механический. Существует несколько видов бурения: сплошное, колонковое, бурение для расширения ствола скважины, для выполнения в скважине спецработ и др. Неотъемлемая часть технологии – использование буровых долот, или искусственно отлитых из металла матриц, на которые монтируются дополнительные детали, такие как шарошки, режущие пластины, зубцы и т. д. Условно долота можно разделить по назначению: для бурения крепких пород, твердых, средней твердости и долота, рассчитанные на бурение мягких пластов.

До 90% всех буровых работ как в России, так и за рубежом в настоящее время выполняется с помощью шарошечных долот. Такое долото разрушает породы дробяще-скалывающим методом, используемым в технологии вращательного бурения. Вооружением долота являются шарошки, которые оснащены стальными и/ или твердосплавными зубьями различной длины и конфигурации либо впрессованными в шарошку штырями из спекаемого карбидовольфрамового порошка – очень твердого материала. В качестве режущих элементов вооружения долот используют также сплавы из никеля, вольфрама, титана, причем видов твердых сплавов очень много.

Кинематика работы шарошки заключается в том, что при вращении долота шарошка совершает сложное перемещение, участвуя в относительном движении вокруг собственной оси и во вращательном движении вокруг оси долота. При сложении двух вращательных движений шарошка совершает поворот вокруг некоторой мгновенной оси. В зависимости от положения этой мгновенной оси меняется и характер взаимодействия зубца с породой. При перекатывании шарошки по забою передача нагрузки на породу носит кратковременный характер, и это уменьшает износ долота. А возникающие при этом динамические нагрузки способствуют интенсивному разрушению породы. Большое число породоразрушающих зубьев, установленных в шарошке, обеспечивают равномерное распределение нагрузки в инструменте, и при незначительной площади контакта шарошки с породой на последнюю воздействует высокое удельное давление.

Наибольшее распространение в бурильной отрасли получили трехшарошечные долота, хотя производятся и одно-, и двухшарошечные.

Надо отметить, что сегодня шарошечные долота представлены на рынке большим числом модификаций. Кроме разделения долот по количеству шарошек, существуют долота различных размеров, типов, классов. Например, если рассмотреть трехшарошечные долота, то рынок предлагает 26 типоразмеров таких долот, представленных более чем 150 моделями. Исходя из видов пород, для бурения которых трехшарошечные долота разрабатывались, модели долот разделены на 13 групп, а поскольку в шарошках используются различные твердосплавные материалы, то шарошечные долота подразделяются еще и на 3 класса в зависимости от сплавов, задействованных в вооружении долот.

Популярность шарошечные долота получили благодаря универсальности, хорошей управляемости, особенно при бурении наклонных участков, а также низкой цене. Но при этом шарошечные долота работают с низким крутящим моментом, за счет чего скорость проходки невысокая, а плохая износостойкость, во-первых, заставляет достаточно часто извлекать долото из скважины для замены, а во-вторых, за счет износа вооружения долота диаметр скважины уменьшается с увеличением глубины, и после шарошечного бурения приходится калибровать ствол скважины, например, алмазным долотом.

Еще один распространенный вид буровых долот –

лопастные. Наиболее часто применяются они для того, чтобы в короткое время разбуривать мягкие и средние по твердости породы. Долотами этого типа пользуются в том числе и при бурении скважин на воду. За счет высокой скорости проходки в рыхлых и мягких породах за рейс, а это полное время работы долота в скважине до его подъема на поверхность, бурят скважины глубиной в несколько сотен метров, иногда до 2000 м!

Лопастные долота имеют более простую конструкцию, чем шарошечные, и себестоимость их изготовления дешевле. Но режущие элементы долот постоянно находятся в контакте с породой, и в связи с этим лопастные долота изнашиваются намного быстрее шарошечных. В настоящее время применяются лопастные долота Ø76–445 мм пяти видов: однолопастные пикообразные (П), двухлопастные (2А), трехлопастные (3А), трехлопастные истирающе-режущие (ЗИР) и шестилопастные (6ИР).

Конструкция фрезерных долот еще проще, чем устройство лопастных.

Фрезерные представляют собой корпус, в торцевой части которого закреплены специальные штыри или твердосплавные вставки, а на всю торцовую часть нанесен слой металла высокой твердости. Такой вид долот предназначен для выполнения нестандартных задач: фрезерные долота применяют, когда необходимо пройти участок в особо твердых пластах, также они незаменимы при удалении оставшихся в стволе скважины после аварии металлических фрагментов бурового инструмента. Для традиционных видов бурения этот инструмент не очень подходит, поскольку скорость проходки очень мала, к тому же фрезерные долота неэффективны при бурении вязких и мягких пород.

Алмазные долота, которые еще называют секторными, применяются для разрушения не­абразивных пород средней и высокой твердости. Рабочим органом этого инструмента является основание с поликристаллическими композитными вставками. Если основание используется стальное, то поликристаллические алмазы монтируются в основание с помощью пайки, если же основанием является порошковая матрица, то алмазы внедряются в материал матрицы по специальной технологии.

У алмазных долот много положительных эксплуатационных качеств, а именно: они формируют при бурении геометрически круглый ствол скважины, в отличие от ствола треугольной формы со скругленными вершинами, получаемого после бурения шарошечными долотами. Поверхность стенок ствола при «алмазном» бурении получается очень гладкой, а кроме того, алмазные долота отличаются износостойкостью. К тому же отсутствие в конструкции подвижных частей также увеличивает надежность алмазного инструмента.

Но есть и негативные факторы. Во-первых, это высокая цена алмазного долота. Во-вторых, эти долота не работают с абразивными породами, а значит, имеют довольно ограниченную область применения. «Минусом» инструмента является и то, что ствол скважины перед бурением алмазным долотом необходимо специально готовить, в частности предварительно пройти шарошечным долотом, а это не всегда удобно.

Разновидностью алмазных долот являются PDC-долота (Polycrystalline Diamond Cutter Bits). Особенностью этого инструмента, изготовленного по новейшей технологии в отрасли, является то, что долота изготавливаются из высококачественной стали и армируются алмазными поликристаллическими резцами. PDC-долота бывают шарошечными, лопастными, фрезерными. Размер и количество резцов зависит от числа лопастей или шарошек, а также диаметра долота. Долота PDC, обладающие высокой износостойкостью, демонстрируют скорость проходки, превышающую в 2–3 раза скорость, достигаемую обычными шарошечными долотами. Универсальность этих долот позволяет с их помощью бурить скважины для добычи нефти и газа, для снабжения населения водой или делать геотермальные скважины для работы тепловых насосов.

Ведущие производители долот немногочисленны

Производством буровых долот в России занимается ограниченный круг предприятий. Это связано, с одной стороны, с небольшой емкостью рынка долот, на уровне 90–100 тыс. ед., а с другой – со значительными затратами на организацию высокотехнологичного производства. Выпуск качественного бурового инструмента требует систематических инвестиций в производство, закупку современного оборудования, приобретения новейших технологий, привлечения высококвалифицированных специалистов в компании.

Лидерами в области разработки и производства бурового инструмента для нефтегазового комплекса страны сегодня являются российские компании АО «Волгабурмаш» и НПП «Буринтех». Эти крупные предприятия ориентируются на обеспечение шарошечными долотами и долотами с фиксированной головкой, в том числе и алмазными, нефтегазовой отрасли, а это означает, что весь производимый этими предприятиями инструмент должен отвечать ряду специальных требований. Ведь долота обеспечивают бурение скважин глубиной до 6000 м и участвуют в очень сложных технологических процессах, таких как шельфовое бурение или бурение в эксплозивных условиях. Интенсивность буровых работы в этом секторе экономики обязывает поставлять инструмент особой надежности, и это требование находит отражение в усиленных деталях конструкций поставляемого инструмента. Кроме того, в шарошечных долотах опорный подшипник должен быть герметически защищен, поэтому на все долота этого типа устанавливают дополнительные уплотнения. Бурильный инструмент оснащается фрезерным и твердосплавным вооружением. Производятся долота как для бурения сплошным забоем, так и бицентричные, у которых бурение совмещается с расширением диаметра ствола скважины.

Среди производителей бурового инструмента можно назвать холдинг «Таргин», входящий в 500 крупнейших компаний России. Компания «Таргин» разработала собственные буровые долота PDC под торговой маркой «Таргин Тарбит».

В линейке, предлагаемой предприятием, долота и буровые головки для бурения скважин от 42 до 490 мм. Компания предлагает также услуги по восстановлению изношенных и поврежденных PDC-долот с сохранением первоначальных свойств и технических параметров.

Для водоснабжения, для строительной, горнорудной и других отраслей нашей экономики главными поставщиками долот являются предприятия ОАО «Уралбурмаш» и ЗАО «Гормаш». Поскольку долота, используемые в горнорудной отрасли, не так нагружены, как у нефтяников и газовщиков, то предприятия производят стандартные недорогие долота. Для строительной отрасли глубина бурения не превышает 30 м, для водоснабжения иногда требуются скважины глубиной до 300 м, но не более. Для строительного бурения и при буровых работах в горнорудном производстве используются главным образом шарошечные и лопастные долота, а вот долота с фиксированной головкой практически не встречаются.

Инструмент для бурения инженерно-геологических, гидрогеологических, поисковых скважин, долота для установки буронабивных свай и и укрепления фундаментов производит ООО «Завод буровых технологий» из Санкт-Петербурга. Предприятие предлагает серию долот PDC в качестве альтернативы шарошечным долотам при бурении скважин в песчаниках, известняках, аргелитах. Завод также выпускает классические шарошечные долота различных модификаций для бурения твердых малоабразивных пород и твердых с пропластками очень твердых. Для бурения мягких и средней твердости пород ЗБТ предлагает 2- и 3-лопастные шнековые долота ТМ «Карьер». Главной особенностью этих долот является то, что лопасти имеют оригинальную ступенчатую форму, что позволяет добиться более высоких скоростей бурения и повышает износостойкость инструмента.

Большой спектр бурового инструмента предлагает предприятие «Буровой инструмент» из Кургана. В предлагаемом ассортименте шнековые долота, долота для малогабаритных бурильных установок (МГБУ), а также долота с боковой и центральной промывкой. Завод освоил производство лопастных долот, предназначенных для бурения геологоразведочных шурфов и скважин в трещиноватых абразивных горных породах.

Для геологических партий, а также для предприятий, занимающихся частным бурением, предприятие выпускает пикабуры, применяемые при бурении мягких и средних пород. Для сооружения водных скважин пикабуры являются оптимальным инструментом, поскольку они обеспечивают высокую скорость бурения и продуктивность работы при небольшой стоимости.

Конструкторы предприятия из Кургана разработали также долота PDC с резцами из поликристаллических алмазов. Оптимальное количество резцов размещается на минимальном числе лопастей, что позволяет достичь высоких скоростей бурения, а благодаря износостойким резцам инструмент эффективен при работе с породами мягкими и твердыми. Причем в качестве опции долото может комплектоваться резцами повышенной стойкости для бурения пород с пропластками до V–VII категорий твердости.

Надо сказать, что в мире насчитывается не более трех десятков компаний, серьезно занимающихся разработкой и производством бурового инструмента, а свыше 80% мирового рынка находится под контролем всего нескольких транснациональных компаний, таких как National Oilwell Varco, Schlumberger, Halliburton и Baker Hughes. Высокая концентрация производства связана, как и в России, с ограниченностью спроса бурового инструмента и большими затратами на организацию производственного цикла.

На нашем рынке инструмент для буровых работ активно предлагают многочисленные зарубежные производители, в основном из США, Европы и, конечно, Китая. Интересно, что качество наших долот, как правило, не уступает показателям аналогичной импортной продукции, однако стоимость российского инструмента оказывается минимум на треть дешевле. А есть примеры, когда цена российского долота была ниже на 300% по сравнению с ценой предлагаемого «брендового» из-за рубежа!

Но к сожалению, наши предприятия выдерживают пока мощный натиск зарубежных конкурентов только благодаря низким ценам на свою продукцию. Видимо, без активных действий по объединению мелких отечественных предприятий в холдинги, а также без использования мощных рычагов поддержки своего производителя в форме государственных защитных протекций конкурировать российским предприятиям, выпускающим буровой инструмент, с мировыми гигантами будет очень и очень сложно.

Руководство по типам сверл

Каждый редакционный продукт выбирается независимо, хотя мы можем получить компенсацию или партнерскую комиссию, если вы купите что-либо по нашим ссылкам. Рейтинги и цены точны, а товары есть в наличии на момент публикации.

Разнообразие сверл может немного пугать. Вот обзор типов сверл и проектов, для которых они подходят лучше всего.

Большинство домашних мастеров осознают важность использования правильного инструмента для работы. Но в то время как они могут часами выискивать, какое сверло купить, они часто не уделяют должного внимания тому, что на самом деле будет контактировать с их рабочим материалом: сверлу.

Правильный выбор сверла — это экономия вашего самого важного ресурса — вашего времени. Таким образом, для максимальной эффективности стоит понимать различные типы сверл и то, какое из них подходит для вашего проекта.

На этой странице

Что такое сверло?

Сверло — вращающийся режущий инструмент, который проделывает отверстия. Острие сверла контактирует с материалом, в котором вы сверлите, а хвостовик — задний конец — зажимается на месте кулачками сверлильного патрона.

Существует множество типов и стилей сверл, которых достаточно, чтобы заполнить весь проход в хозяйственном магазине. Для наших целей мы сосредоточимся на тех, которые наиболее широко используются в проектах DIY.

Для чего используются сверла?

Сверла в основном используются для создания круглых отверстий в материалах от гипсокартона и дерева до металла и кирпичной кладки. Они могут создать отверстие для анкера или крепежа или проход для проводки. Биты продаются поштучно и в наборах разного размера, обычно называемых сверлильными индексами.

При выборе сверла учитывайте его физическую форму, из чего оно сделано и рабочий материал, в который вы сверлите.

Типы сверл: Физическая форма

Легче всего учитывать при выборе сверла его физическую форму.

Спиральное сверло

Спиральное сверло (иногда называемое рифленым сверлом) является наиболее распространенным типом сверл, вероятно, потому, что оно используется чаще всего.

Спиральное сверло получило свое название из-за спиральных канавок, называемых канавками, вдоль его корпуса. Когда долото вгрызается в рабочий материал, канавки направляют отходы вверх и наружу из отверстия. Спиральные сверла обычно являются отправной точкой при сверлении отверстия. Многие буровые долота, такие как штифтовые долота или долота для каменной кладки, представляют собой вариации базовой конструкции спирального долота.

Но существует предел размера спиральных насадок, за пределами которого вес и температура становятся нецелесообразными. Как правило, спиральные насадки хорошо подходят для отверстий диаметром до одного дюйма. Отверстия больше дюйма требуют сверла или кольцевой пилы.

Лопата

Лопата плоская, с острым концом в центре и материалом, расширяющимся в обе стороны, как пара крыльев летучей мыши. Лопаты удаляют большой кусок материала.

Острое острие препятствует скольжению сверла по гладкой поверхности, а кончики расширяющихся крыльев царапают внешний периметр круга, откалываемого лезвиями лопаты. Это резное движение делает лопату отличным выбором для дерева, потому что она разрезает древесные волокна и помогает свести к минимуму разрывы.

Кольцевая пила

Кольцевая пила также удаляет большое количество материала. Но вместо того, чтобы вырезать его, спиральное сверло в центре полого сердечника прорезает внешний диаметр отверстия. Это оставляет круглый диск или сердцевину из материала.

Ступенчатое сверло

Ступенчатое сверло работает как несколько сверл в одном инструменте. Вместо цилиндра они имеют конусообразную форму с характерным ступенчатым профилем. Каждый «шаг» на один размер сверла больше, чем следующий. Это позволяет просверлить отверстие нужной ширины или просверлить несколько отверстий разного размера без смены сверла.

Типы сверл: Материал сверл

Сверла могут быть изготовлены из различных материалов. Следующие свёрла, скорее всего, пригодятся обычному домашнему мастеру (и в их ценовом диапазоне).

Высокоуглеродистая сталь

Это прочные стальные сверла, подходящие для сверления дерева, пластика или металла. Один недостаток: при высоких скоростях сверления они могут перегреваться и размягчаться, затупляясь. Это особенно часто встречается при сверлении металла.

Быстрорежущая сталь

Долота из быстрорежущей стали (HSS) способны к длительному сверлению без потери остроты. Они работают почти так же, как биты из высокоуглеродистой стали, при резке более мягких материалов, таких как гипсокартон или дерево, но превосходно подходят для сверления металла. Если вы не оцениваете буровые долота, а цена между долотом из углеродистой стали и долотом из быстрорежущей стали незначительна, выберите вариант из быстрорежущей стали.

Твердосплавные или с твердосплавными наконечниками

Сверла с твердосплавными наконечниками или с твердосплавными наконечниками значительно более долговечны, чем стальные долота, но и стоят значительно дороже.

Большинству домашних мастеров не нужна дополнительная упругость сверла с твердосплавным наконечником. Если вы выберете одно из них, вы можете сохранить его для действительно сложных работ и использовать традиционное сверло для более мягких материалов. Твердосплавные сверла особенно хорошо затачиваются, поэтому, когда они затупятся, вам не обязательно их выбрасывать.

Покрытия

Некоторые биты поставляются с покрытиями, которые продлевают срок их службы или делают их устойчивыми к нагреву или другим экстремальным условиям. К ним относятся титан и даже алмазная крошка.

Типы сверл: рабочий материал

Вот как выбрать наилучшее сверло для конкретного применения.

Сверла по металлу

Для сверления таких металлов, как нержавеющая сталь, лучше всего подойдет спиральное сверло из быстрорежущей стали. Быстрорежущая сталь обеспечивает большую устойчивость к высоким температурам, возникающим при сверлении металла, а канавки на спиральном сверле отбрасывают металлические пряди, которые относительно легко очистить.

Если вы работаете с тонким материалом или расширяете существующие отверстия, используйте ступенчатую фрезу, чтобы получить именно тот размер, который вам нужен. Для создания отверстий в один дюйм или более в металлических поверхностях рассмотрите кольцевую пилу.

Сверла по каменной кладке

Сверла по каменной кладке подходят для таких поверхностей, как бетон, кирпич или раствор. Обычно это спиральные долота с твердосплавным ребром на конце. Плавник разбивает кладку, а канавки на корпусе удаляют отходы.

Биты по каменной кладке часто используются с ударной дрелью, специализированным инструментом, который придает биту быстрое ударное действие. Это позволяет ему достигать свежей кладки и более эффективно удалять пыль.

Сверла по дереву

Лучшее сверло по дереву — спиральное сверло. Острие на сверле создаст небольшой «закус» и поможет предотвратить движение сверла по поверхности, когда вы набираете скорость. Для отверстий в один дюйм или более используйте лопату.

Популярные видео

ⓘ

Сверла по металлу, бетону и дереву на Ace Hardware

Лучшие категории

• Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

• Выбрать 2 или более продуктов для бок о бок по сравнению с функциями сравнения. Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните

• Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните

• Выберите 2 или более продуктов для одновременного сравнения сравнение функций. Сравнить

• Выбрать 2 или более продуктов для бок о бок.

  Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните

• Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните

• Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

• Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

• 2
• 90 или более
  4 Выберите продукты для параллельного сравнения функций. Сравните

  • Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните

  • Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения сравнение функций.Сравнить

  • Выбрать 2 или более продуктов для бок о бок по сравнению с функциями сравнения. Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

  • Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

  • Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

  • Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните

  • Выберите продукты для параллельного сравнения функций.