Алмазное долото – —

Содержание

2.2.3. Алмазные долота

Алмазные долота предназначены для разрушения истиранием (микрорезанием) неабразивных пород средней твердости и твердых на больших глубинах (с глубины 3000 м).

Рис.13. Алмазное долото:

корпус; 2 – матрица;

3 – алмазные зерна

лмазное долото состоит из стального корпуса с замковой резьбой и фасонной алмазонесущей головки (матрицы). Матрица разделена на секторы радиальными (или спиральными) промывочными каналами, которые сообщаются с полостью в корпусе долота через промывочные отверстия (рис. 13).

Алмазонесущую матрицу изготовляют методом прессования и спекания смеси

специально подобранных порошкообразных твердых сплавов. Перед прессованием в пресс-форме по заданной схеме размещают кристаллики природных или синтетических алмазов. При однослойном размещении алмазов применяют алмазы в 0,05-0,4 карата (карат - единица измерения массы алмазов (1 карат равен 0,2 г). Диаметр кристалла сферической формы в 1 карат равен примерно 4,5 мм. Для бурения в твердых породах изготовляют долота с объемным размещением мелких (менее 0,02 карата) кристаллов алмаза в матрице (импрегнированные алмазные долота). После изготовления долота вылет алмазов над рабочей поверхностью матрицы составляет 0,1-0,25 их диаметра.

Диаметр алмазных долот на 2-3 мм меньше соответствующих диаметров шарошечных долот. Это вызвано созданием условий для перехода к бурению алмазными долотами после шарошечных, у которых, как правило, по мере износа уменьшается диаметр.

Отраслевым стандартом ОСТ 39026-76 предусмотрено выпускать алмазные долота диаметром от 91,4 до 292,9 мм.

Основными достоинствами алмазных долот являются большая проходка на долото, хорошая центрируемость их на забое и формирование круглого забоя (в отличие от треугольной с округленными вершинами формы забоя при бурении шарошечными долотами).

Существенные недостатки алмазных долот - это крайне низкая механическая скорость бурения (максимальная механическая скорость не превышает 3 м/ч), узкая область применения (исключаются абразивные породы), а также повышенные требования к предварительной подготовке ствола и забоя скважины и промывке скважины в процессе бурения.

2.2.4. Долота исм

Особая разновидность долот разработана Институтом сверхтвердых материалов (ИСМ) - долота типа ИСМ. Долота ИСМ предназначены для разрушения резанием и истиранием (микрорезанием) неабразивных пород мягких (М), перемежающихся по твердости (МС) и средней твердости (С).

Эти долота имеют вооружение из сверхтвердого композиционного материала «Славутич», в состав которого входят мелокристаллические алмазы и дробленный карбид вольфрама. Для оснащения долот применяют цлиндрические вставки (штыри) диаметром 8-12 мм с плоскими или полусферическими рабочими торцами. Штыри в корпусе долота припаивают в гнездах.

Существует две разновидности долот ИСМ по конструкции: лопастная и секторная. Лопастная разновидность аналогична по конструкции долоту 6ИР.

Секторная разновидность долота состоит из стального корпуса, торцевая профильная поверхность которого разделена на секторы радиальными промывочными каналами. Штырями из «Славутича» вооружена торцевая и калибрующая поверхности долота. Вылет штырей над поверхностью секторов составляет 3-5 мм. На калибрующей поверхности штыри утоплены.

При бурении в мягких породах штыри работают как резцы, осуществляя резание и скалывание. В перемежающихся по твердости и породах средней твердости работают зерна алмазов, разрушая породу микрорезанием.

Присоединяют долото к бурильной колонне при помощи замковой резьбы.

Отраслевым стандартом ОСТ 39026-76 предусмотрено вьпускать долота ИСМ диаметрами от 91,4 до 391,3 мм.

Преимуществами долот ИСМ являются их значительная проходка на долото, достигающая (при соблюдении условий эксплуатации) нескольких сотен метров и относительно высокая рейсовая скорость.

К недостаткам следует отнести узкую область применения (только в неабразивных породах М, МС и С) и высокий момент на вращение долота, ограничивающий применение забойных двигателей.

studfiles.net

Алмазные долота Нефтяник

Алмазное долото для бурения скважин

Алмазное долото– это высокая скорость бурения скважин в крепких породах, таких как: сланцевые породы, гранит, доломит, известняк, песчаники на известковом цементе, кварцевые профиты, полешпатовые породы, диабазы, альбетофиты, джеспелиты и могие другие породы до 18 категории по буримости.
В отличии от традиционного твердосплавного бурового инструмента отмечается высокая скорость и производительность, износостойкость в 2,5 раза выше чем шарошечные долота, стоимость инструмента на 25 % ниже, в итоге стоимость пробуренной скважины на 120-160% дешевле.

Алмазные долота предназначены для разрушения истиранием (микрорезанием) неабразивных пород средней твердости и твёрдых.Алмазное долото состоит из стального корпуса с присоединительной замковой резьбой и фасонной алмазонесущей головки (матрицы) . Матрица разделена на секторы радиальными (или спиральными) промывочными каналами, которые сообщаются с полостью в корпусе долота через промывочные отверстия.

Алмазонесущую матрицу изготовляют методом прессования и спекания смеси специально подобранных порошкообразных твердых сплавов. Перед прессованием в пресс-форме по заданной схеме размещают кристаллики природных или синтетических алмазов. При однослойном размещении алмазов применяют алмазы в 0,05-0,4 карата (карат – единица измерения массы алмазов: 1 карат равен примерно 4,5 мм). Диаметр кристалла сферической формы в 1 карат равен примерно 4,5 мм. Для бурения в твердых породах изготовляют долота с объемным размещением мелких (менее 0,02 карата) кристаллов алмаза в матрице (импрегнированные алмазные долота). После изготовления долота вылет алмазов над рабочей поверхностью матрицы составляет 0,1-0,25 их диаметра.
Диаметр алмазных долот на 2-3 мм меньше соответствующих диаметров шарошечных долот. Это вызвано созданием условий для перехода к бурению алмазными долотами после шарошечных, у которых, как правило, по мере износа уменьшается диаметр.Отраслевым стандартом ГОСТ 39.026-76 предусмотрено выпускать алмазные долота диаметрами от 91,4 до 292,9 мм.

Основными достоинствами алмазных долот являются хорошая центрируемость их на забое и и формирование круглого забоя (в отличие от треугольной с округленными вершинами формы забоя при бурении шарошечными долотами).

Существенные недостатки алмазных долот – это крайне низкая механическая скорость бурения (максимальная механическая скорость не привышает 3 м/ч. Для сравнения максимальная механическая скорость бурения шарошечными долотами составила около 120 м/ч), узкая область применения (исключаются абразивные породы), а также повышенные требования к предварительной подготовке ствола и забоя скважины и промывке скважины в процессе бурения.

12
Июл

oilman.by

2.3 Алмазное долото. Долота и виды долот, применяемых в бурении

Бурение скважин - Алмазные долота, их конструктивные особенности и область применения.

Алмазные долота, их конструктивные особенности и область применения.

Основная особенность алмазных долот – наличие в них алмазных режущих элементов, т.е. алмазов (природных или синтетических) той или иной величины (крупности). В буровых долотах обычно используют наименее ценную разновидность природного алмаза, именуемой карбонадо (абразивные технические алмазы), или черным алмазом, которые характеризуются меньшей твердостью, но значительно большей вязкостью, что в условиях бурения чрезвычайно важно.
Технические показатели алмазных долот во многом зависят от качества и размеров алмазов.
Работоспособность алмазного долота в наибольшей степени, чем инструмента любого вида, зависит от чистоты ствола и забоя и качества промывки. При наличии металла или твердого сплава (даже в малом количестве) или крупных обломков крепких пород на забое происходит образование выбоин, выкрашивание или раскалывание алмазов и быстрое разрушение долота.
Природные и синтетические алмазы размещают в специальной матрице (обычно медно-твердосплавной), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота
При бурении твердых, крепких и абразивных пород износ матрицы интенсивнее, поэтому во избежание излишнего обнажения алмазов матрица у долот для твердых абразивных пород должна быть наиболее износостойкой. В мягких и средних породах
По форме и направлению пазов, канавок, рабочих органов и всей рабочей части выделяют три разновидности алмазного долота: радиальную (рис. 18.17, а), ступенчатую (рис. 18.17, б) и спиральную (рис. 18.17, в). Выделяются также и другие, преимущественно комбинированные разновидности.
По размещению алмазов в матрице различают две разновидности долот: однослойную (рис. 18.17, а-в) и многослойную (рис. 18.17, г), т.е. с импрегнированными алмазами. Однослойные долота получают при однослойной укладке относительно крупных алмазов в графитовую пресс-форму, что приводит к их распределению в определенном порядке на поверхности матрицы, а импрегнированные – при равномерном перемешивании алмазов (как правило, мелких и невысокого качества) с частицами карбида вольфрама и другими компонентами матрицы перед спеканием долота.

Рис. 18.17. Разновидности алмазных долот:
а - однослойное радиальное бико-ническое долото МЗ11; б - ступенчатое; в - спиральное ТВ573; г -импрегнированное ТВ54
Размеры алмазных долот по номинальному диаметру несколько уменьшены (обычно на 2 мм) относительно соответствующих значений нормального ряда долот других видов (лопастных, шарошечных и др.) во избежание преждевременного истирания калибрующих алмазов или заклинивания долота в суженных участках ствола скважины.
При маркировке алмазных долот впереди их шифра наносят условный индекс предприятия-изготовителя. Московскому комбинату твердых сплавов присвоена в качестве условного индекса буква М, а ВНИИБТ – Н. За шифром указывают также заводской номер и год изготовления данного долота.
Долота типа С (для бурения средних пород) изготовляют как одно слойными (той же разновидности К), так и импрегнированными. Однослойные ступенчатые долота типа С выпускают трех размеров под шифрами ДК138С6, ДК149С6 и ДК188С6, т.е. диаметрами 138, 149 и 188 мм. Они оснащаются техническими алмазами XVб группы второго класса.
Импрегнированные долота типа С характеризуются толстым (7–8 мм) рабочим слоем матрицы, перемешанной с овализированными алмазами XXXIV группы III категории качества. Эти долота имеют ступенчатую форму рабочей поверхности и выпускаются двух диаметров – 188 и 212 мм под шифрами ДИ188С6, ДИ212С6 и ДИ212С2.
Долота типа СТ предназначены для бурения среднетвердых пород. Они выполняются только однослойными с радиальным расположением рабочих органов и промывочных пазов. Эти долота изготовляют четырех диаметров – 140, 159, 188 и 212 мм. Выпускают две модели долот диаметром 140 мм (ДР140СТ1): с алмазами ХVб группы I категории (для наиболее тяжелых условий бурения) качества и алмазами той же группы, но II категории качества. Долота остальных размеров изготовляют только с алмазами ХVб группы II категории качества и выпускают под шифрами ДР159СТ1, ДР188СТ1 и ДР212СТ1.
Долота второго класса изготавливают с искусственными алмазами марки СВИ-П: синтетические, ВНИИТС (автор технологии) светлые (прозрачные), прочные. Эти алмазы несколько уступают природным по прочности.
Долота с синтетическими алмазами выпускают четырех разновидностей: однослойные ступенчатые, однослойные радиальные (лопастные), им-прегнированные ступенчатые и импрегнированные радиальные (лопастные), но только одного типа С.
Однослойные радиальные (лопастные) долота изготавливают с прямыми радиальными лопастными рабочими органами и выполняют со ступенчатой формой рабочей головки. Они выпускаются пяти размеров моделей ДКС138С, ДКС188С6, ДКС212С6, ДК267С6. Литера С в середине шифра свидетельствует о том, что алмазы в долотах синтетические.
Однослойные радиальные (лопастные) долота изготовляют с прямыми радиальными лопастными рабочими органами, привариваемыми к корпусу долота в процессе изготовления последнего. Такие долота выпускают трех размеров и трех моделей: ДЛС188С1, ДЛС212С1 и ДЛС267С1.
Импрегнированные ступенчатые долота по конструкции аналогичны однослойным долотам разновидности ДК и характеризуются закругленными тороидальными ступеньками, импрегнированными дроблеными синтетическими алмазами по толщине матрицы на 7–8 мм. Эти долота выпускают также трех размеров, моделей; ДКСИ188С6, ДКСИ212С6 и ДКСИ267С6.
Импрегнированные лопастные долота с синтетическими алмазами выпускают одного размера – модель ДЛСМ212СЗ.Алмазные долота предназначены для разрушения истиранием (микрорезанием) неабразивных пород средней твердости и твёрдых.

Алмазное долото состоит из стального корпуса с присоединительной замковой резьбой и фасонной алмазонесущей головки (матрицы) . Матрица разделена на секторы радиальными (или спиральными) промывочными каналами, которые сообщаются с полостью в корпусе долота через промывочные отверстия .
Алмазонесущую матрицу изготовляют методом прессования и спекания смеси специально подобранных порошкообразных твердых сплавов. Перед прессованием в пресс-форме по заданной схеме размещают кристаллики природных или синтетических алмазов. При однослойном размещении алмазов применяют алмазы в 0,05-0,4 карата (карат – единица измерения массы алмазов: 1 карат равен примерно 4,5 мм). Диаметр кристалла сферической формы в 1 карат равен примерно 4,5 мм. Для бурения в твердых породах изготовляют долота с объемным размещением мелких (менее 0,02 карата) кристаллов алмаза в матрице (импрегнированные алмазные долота). После изготовления долота вылет алмазов над рабочей поверхностью матрицы составляет 0,1-0,25 их диаметра.
Диаметр алмазных долот на 2-3 мм меньше соответствующих диаметров шарошечных долот.Это вызвано созданием условий для перехода к бурению алмазными долотами после шарошечных, у которых , как правило, по мере износа уменьшается диаметр.
Отраслевым стандартом ОСТ 39.026-76 предусмотрено выпускать алмазные долота диаметрами от 91,4 до 292,9 мм.
Основными достоинствами алмазных долот являются хорошая центрируемость их на забое и и формирование круглого забоя (в отличие от треугольной с округленными вершинами формы забоя при бурении шарошечными долотами).
Существенные недостатки алмазных долот – это крайне низкая механическая скорость бурения (максимальная механическая скорость не привышает 3 м/ч . Для сравнения максимальная механическая скорость бурения шарошечными долотами составила около 120 м/ч), узкая область применения (исключаются абразивные породы), а также повышенные требования к предварительной подготовке ствола и забоя скважины и промывке скважины в процессе бурения.

cribs.me

Алмазное долото - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Алмазное долото

Cтраница 4

Для бурения алмазными долотами предпочтительны высокооборотные турбобуры. [46]

При бурении алмазными долотами часто приходится пробуренный интервал расширять. [47]

Разрушение породы алмазным долотом происходит в результате процессов микрорезания, производимого большим количеством мелких алмазных резцов, находящихся в различных силовых и кинематических условиях. [49]

При бурении алмазным долотом вынос шлама ( аргиллита), как правило, не отмечается, обеспечиваются хорошая проходимость инструмента, отсутствие каверн. Последующая рас-ширка шарошечным долотом вызывает интенсивное осыпание аргиллитов, увеличение диаметра, нередко даже больше, чем при бурении им. [50]

Особенности бурения алмазными долотами обусловлены конструкцией рабочих элементов и свойствами алмазов. Алмазы выступают из матрицы на незначительную величину и разрушают горную породу микрорезанием и истиранием. Поэтому с увеличением осевой нагрузки на долото внедрение алмазов быстро достигает предельного значения. Дальнейшее повышение нагрузки не приведет к росту интенсивности разрушения горной породы, а возрастающая при этом работа трения может вызвать опережающий износ матрицы, оголение и выпадение алмазов. Кроме того, растет опасность чрезмерного повышения температуры алмазов, их окисления и даже графитизации. Поэтому большую роль играет эффективное охлаждение рабочих поверхностей алмазных породо-разрушающих инструментов. Но интенсивная промывка может вызвать эрозионное изнашивание матрицы. [51]

При бурении алмазными долотами обычно применяется следующая компоновка бурильной колонны: алмазное - долото - наддолотный калибратор - забойный двигатель - УБР - бурильные трубы. Компоновка низа бурильной колонны должна обеспечивать передачу осевых нагрузок на долото за счет части веса УБТ, примерно равную скорость движения бурового раствора от долота до бурильных труб для исключения образования сальников на долоте или калибраторе, эффективную очистку забоя от выбуренной породы и шлама, стабилизацию бурильной колонны и предотвращение поперечных колебаний ее. [52]

При бурении алмазными долотами значение Q выбирается из условия обеспечения нормальной работы турбобура. [53]

Высокая эффективность работы алмазного долота обеспечивается применением для их изготовления высококачественного металла и алмазов, заделанных в рабочие поверхности долота. [55]

К конструктивным элементам алмазного долота относятся: сорт, размер, форма и выступание из матрицы зерен алмазов, конструкция центральной и торцовой частей, высота калибрующей поверхности, твердость и абразивная стойкость матрицы, а также конструкция промывочных устройств. [57]

Минимальная скорость вращения алмазного долота, снабженного промывочными каналами равного давления, зависит от количества промывочной жидкости, подводимой к долоту, и конструктивных параметров каналов. [58]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Алмазное долото - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Алмазное долото

Cтраница 2

Тип алмазного долота определяется формой торцовой части и конструкцией промывочных каналов. Форма рабочей поверхности алмазного долота зависит от условий бурения. По форме алмазные долота подразделяются на спиральные, радиальные, ступенчатые, ступенчатые с торовидными выступами. [16]

Тип алмазного долота определяется формой торцовой части и конструкцией промывочных каналов. Форма рабочей поверхности алмазного долота зависит от условий бурения. По форме алмазные долота подразделяются на спиральные, радиальные, ступенчатые с торовидными выступами. [18]

Тип алмазного долота выбирают с учетом литоло-гического состава, твердости и абразивнос-ти горных пород, слагающих интервал бурения, характера износа шарошечных долот, извлеченных из скважины перед спуском алмазного долота. [19]

Применение алмазного долота будет целесообразно, если Cm будет меньше или равно Смш. [20]

Работа алмазного долота, вооружение которого имеет постоянный контакт с забоем, характеризуется непрерывным теплообразованием. Для этого требуется равенство количеств образовавшегося и унесенного тепла. Поддержание теплового баланса возможно либо уменьшением теплообразования при определенной охлаждающей способности, либо интенсификацией отбора тепла при определенной способности к теплообразованию. [21]

К алмазным долотам могут быть отнесены долота типа ИСМ, созданные на базе сверхтвердого материала славутич. Он представляет собой твердосплавную матрицу, насыщенную очень мелкими синтетическими алмазами. Из сплава изготовляют цилиндрические вставки с овальным торцом. Ими оснащены долота типа ИСМ. [22]

Бурение алмазными долотами характеризуется исключительно высокими показателями по проходке на долото ( до 50 и более раз) в сравнении с шарошечным инструментом, но механическая скорость при этом значительно ниже показателей шарошечного бурения. Поэтому алмазные долота рекомендуется применять при бурении основного ствола скважины диаметром 215 мм и менее на глубинах свыше 1500 м в плотных однородных породах. Особенно эффективны алмазные долота при бурении скважин малого диаметра. Основным преимуществом их применения является отбор керна в продуктивных пластах. [23]

Бурение алмазными долотами турбинным способом является одним из наиболее существенных резервов повышение скорости бурения глубоких скважин. [24]

Бурить алмазными долотами без тщательной очистки забоя от металла и шлама запрещается. [25]

После отработки алмазное долото упаковывают и отправляют с соответствующими документами на завод-изготовитель для анализа износа и рекуперации оставшихся алмазов. [26]

Оптимальной на алмазное долото считается та, при которой алмазы внедряются в породу на величину обнажения. [27]

Наружный диаметр алмазного долота обычно на 1 5 - 2 мм меньше наружного диаметра шарошечного долота соответствующего размера. [28]

В шифр алмазного долота входят: буквы, обозначающие изготовителя ( Н - ВНИИБТ, М - Московский комбинат твердых сплавов, Д - долото и Р - конструкцию долота): цифры - номинальный диаметр долота; буквы - ( М, С, GT, Т) - тип долота и цифра - номер модели долота. [29]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Алмазное долото - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Алмазное долото

Cтраница 2

Тип алмазного долота определяется формой торцовой части и конструкцией промывочных каналов. Форма рабочей поверхности алмазного долота зависит от условий бурения. По форме алмазные долота подразделяются на спиральные, радиальные, ступенчатые с торовидными выступами. [18]

Применение алмазного долота будет целесообразно, если Cm будет меньше или равно Смш. [20]

Бурить алмазными долотами без тщательной очистки забоя от металла и шлама запрещается. [25]

Страницы: 1 2 3 4