Бурильное долото – буровое долото для ударно-поворотного бурения горной породы и способ его изготовления – патент РФ 2468177
Долото: шарошечное, буровые, шнек буровой
СодержаниеСвернуть
Буровые долота
Бурение скважин и каналов в земле ведется постоянно. Только так человеку удается добывать из земли все ее полезные ископаемые, проводить геологическую разведку и т.д. Выполняют бурение с помощью специальных установок. Но бурильная установка – это просто двигатель с ротором, а вот для самого процесса разработки породы необходимо буровое долото.
Назначение и классификация оборудования
data-ad-client=”ca-pub-9337857885889635″
data-ad-slot=”9967522739″
data-ad-format=”auto”>
Буровые долота применяются практически везде, где нужно разрабатывать землю. Не имеет значения, работаете вы со шнековыми или поступательно-ударными системами. В любом случае вам понадобится установить долото для бурения, которое и будет выполнять основную работу.
Долото состоит из матрицы или стержневого основания. Матрицу делают монолитной и очень прочной. Поверх матрицы монтируют непосредственно элементы, что занимаются бурением породы.
Как правило, здесь используют легкие и тяжелые металлические лопасти, буровые шарошки или что-то подобное. Матрица может вращаться под влиянием ротора установки, а может и комбинировать вращение вместе с движением самих головок. По такой системе работает шарошечное буровое долото.
Таким образом, удается без особых проблем разрабатывать породу любого типа. Долото для бурения скважин или каналов способно работать как с обычным мягким грунтом, так и с твердой горной породой. Все зависит только от выбора конкретного вида устройства, типа установки и различных нюансов самого процесса бурения. Особенно востребованы долота в нефтегазовой промышленности, где без них никак не обойтись.
Структура 3-шарошечного долота
В этой сфере промышленности решение купить буровые долота приравнивается к основному и ему уделяют огромное внимание. Ведь без качественного оборудования работа попросту встанет. Впрочем, при работе по обустройству бытовых скважин они тоже востребованы, так как грунт в любом случае необходимо чем-то разрабатывать. Существует базовая классификация буровых долот.
Их делят на три основных класса по принципу разработки породы.
Вот эти классы:
- Сплошное долото разрабатывает канал полностью и дробит породу по всей площади матрицы;
- Долото с отбором керна отличается тем, что способно дробить породу по внешней окружности своей матрицы. Центральная часть канала при этом остается целой;
- Долото специального назначения используется для бурения каналов в особых условиях и по уникальной системе.
к меню ↑
Виды и отличия
Если рассматривать все виды буровых долот, то на это может уйти огромное количество времени. За последние несколько десятков лет наука существенно продвинулась в этом плане, что дало людям возможность использовать множество бурильных конструкций нового типа.
Поэтому перед тем как купить буровое долото, надо основательно разобраться во всех его разновидностях и нюансах конструкции. Однако выделить несколько самых популярных и практичных вариантов все-таки можно.
Рассмотрим основные виды буровых долот:
• Лопастное долото – это простейший механизм для разработки породы со слабой прочностью и на глубине до 30 м. Его лопасти срезают и дробят землю под легким давлением;
• Буровые шарошечные долота — считаются самыми популярным востребованным видом в своей категории. Применяют их очень широко, а все благодаря очень практичной и в то же время простой конструкции. Долото состоит из матрицы или стержня, на котором вмонтированы лапы с шарошками. Они являют собой конусообразный или полукруглый металлический элемент с нарезанными или фрезерованными зубьями. Шарошек в долоте может быть несколько. Чаще всего применяют трехшарошечные буровые долота. Хотя, их количество на этом не ограничивается и вполне может доходить до шести штук;
Долото
• Алмазное долото — для бурения скважин отличается цельной матрицей, главным дробящим элементом которой являются алмазы. Алмазы – это одно из прочнейших ископаемых в наше время, поэтому при разработке породы они востребованы, как никогда раньше;
• Буровые долота pdc – это представитель нового поколения деталей такого типа. В них сочетают весь опыт бурильной сферы за последние десятилетия. Долото pdc состоит из цельной или подвижной матрицы, на которую монтируют дробильные элементы разных форм и размеров. Они могут быть как стальными, так и поликристаллическими или даже композитными.
к меню ↑
Особенности конструкции и производства оборудования
data-ad-layout=”in-article”
data-ad-format=”fluid”
data-ad-client=”ca-pub-9337857885889635″
data-ad-slot=”9725334793″>
Все дело в его простой и неприхотливой конструкции. На прочный металлический стержень определенного диаметра наваривают лопасти нужной длины. Лопастей может быть от двух и до четырех. Впрочем, здесь все зависит от предназначения долота и производственных мощностей изготовителя. Затем лопасти и стержень покрывают защитными укрепляющими составами и подтачивают.
Разновидности буровых долот
Шарошечные долота состоят из центрального основания с подвижными вращающимися частями, на которые уже монтируют сами шарошки. Эти части называют лапами. Как правило, их наклон можно регулировать. С внутренней стороны лап есть места для установки шарошек. От количества и типа лап зависит, сколько шарошек можно устанавливать в долото. Шарошки монтируют под определенным углом внутрь или наружу конструкции.
Для обеспечения бесперебойного вращения под шарошками есть отдел с подшипниками и возможность постоянного выделения смазки. Алмазные долота производят по обычной схеме. На стальной матрице монтируют либо выливают очень крупные лопасти или волны с алмазным напылением. Напыление может быть как мелким, так и довольно крупным. Внутри матрицы часто проделывают несколько отверстий для подачи смазочных материалов на рабочую поверхность.
Долота pdc по своему внешнему виду и типу конструкции напоминают алмазные, только делают их из других материалов. Такие детали производят благодаря комбинированию множества современных сплавов и материалов. В качестве основного действующего элемента выступает цельная или сборная матрица. Форма матрицы может повторять форму алмазного долота, но делается это не всегда. На матрице есть своеобразные выступы и лопасти, которые выполняют главную работу по откалыванию породы.
Советы по выбору и цены
Долото всегда подбирают под конкретную ситуацию, поэтому выделить основные направления практически невозможно. Лопастное долото используют для бурения скважин бытового типа и в местах, где грунт имеет рыхлую и слабую структуру. Очень часто лопастные образцы выбирают для разведывательного бурения. Купить долото для бурения скважин такого типа можно за 70-130 долларов.
Шарошечные долота очень популярны и не без причины. Их особенная конструкция очень практична и применима к грунтам и породе любого типа. Исключение составляют только чрезвычайно прочные скальные породы, но и здесь можно выйти из ситуации, если установить долото с высококачественными шарошками.
Цена шарошечного долота определяется по множеству параметров. Например, если вы хотите купить трехшарошечное долото, то в его стоимость будет входить количество самих шарошек, конструктивные особенности лап, качество металла и т.д.
Шарошечное долото
Цена трехшарошечного долота из обычных материалов составляет примерно 300-500 долларов. Крупные промышленные образцы уже стоят от 1000 долларов. Алмазные долота следует покупать, если вам необходимо пробурить скважину в скальной породе. Они чрезвычайно прочны и надежны, поэтому с такой работой справляются без особых проблем. Цена алмазного бурового долота находится на уровне 200-250 долларов и будет увеличиваться по мере укрупнения его габаритов.
Современное долото Pdc имеет очень много конструктивных разновидностей. Его используют практически везде, где только можно. Останавливает владельцев только довольно высокая цена. Pdc образец стоит от 500 долларов за образец средних размеров и качества.
к меню ↑
Обзор шарошечного долота — видео
seositi.ru
Долото шарошечное — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Долото шарошечное (англ. roller cone bit) — разновидность бурового оборудования, породоразрушающий дробящий, дробяще-скалывающий инструмент карьерных станков вращательного бурения, с вооружением шарошки в виде фрезерованных на ней зубьев различной длины и конфигурации или впрессованных на неё штырей из твёрдого сплава — карбида вольфрама, применяемый для механического разрушения горной породы от мягкой до очень крепкой в процессе бурения скважины.
Особенности конструкций шарошечного долота[править | править код]
Основными конструктивными особенностями долота шарошечного каждого типоразмера являются конструкция шарошек, схема опор, промывочные устройства, наплавка зубьев твёрдым сплавом и оснащение шарошек твердосплавными зубками. Тип долота шарошечного определяется расположением шарошек и оснащением их зубьями.
Шарошки могут быть трёх-, двух- и одноконусными. Долота с двух- и трёхконусными шарошками выполняются самоочищающимися, т.е. зубчатые венцы одной шарошки входят в проточки между зубчатыми венцами других шарошек, благодаря чему происходит более эффективное самоочищение шарошек от выбуренной породы. Это положительно сказывается на показателях работы долота. Такие шарошки имеют больший объём по сравнению с одноконусными, что позволяет разместить в них более мощную опору. Долота шарошечные выпускают в основном с многоконусными шарошками. Вершины конусов удалены за ось долота, что позволяет увеличить размеры опор шарошек.
ru.wikipedia.org
Буровые долота
Существует большое количество различных типов долот, выбор которых при бурении скважины определяется применяемым способом бурения и физико-механическими свойствами проходимых пород.
По характеру разрушения породы все буровые долота могут быть классифицированы следующим образом.
1. Долота режущего и скалывающего типа. К этой группе относятся лопастные долота, рабочая поверхность которых имеет вид плоских лопастей. Они применяются для бурения в мягких породах.
2. Долота скалывающего и дробящего типа объединяют группу шарошечных долот с полуконическими шарошками. Эти долота предназначены для бурения пород средней твердости, а также твердых пород.
3. Долота дробящего типа. К ним относятся шарошечные долота с коническими шарошками. Эти долота используются при бурении твердых пород с пропластками крепких пород.
4. Долота истирающего типа. К этой группе относятся алмазные долота, предназначенные для бурения самых крепких и абразивных пород.
По назначению все буровые долота классифицируются на две группы:
долота, разрушающие горную породу сплошным забоем;
долота, разрушающие горную породу кольцевым забоем (колонковые долота).
Как для сплошного, так и для колонкового бурения созданы долота, позволяющие разрушать горную породу по любому из перечисленных четырех принципов. Это облегчает подбор типа долота в соответствии с физико-механическими свойствами данной горной породы.
Долота для сплошного бурения Лопастные долота
Изготавливаются лопастные долота двух типов: двухлопастные долота РХ («рыбий хвост») (рис. 3.1) и трехлопастные долота.
Д
Рис. 3.1. Долото РХ
олота РХ (рис. 3.1) применяются для бурения скважин в мягких породах (реже в породах средней твердости) преимущественно роторным способом. Верхняя часть долота имеет коническую резьбу для присоединения к бурильной колонне, нижняя часть – две лопасти.В зависимости от расположения промывочных отверстий долота РХ разделяются на два типа:
с верхней промывкой (рис. 3.2, б), у которых промывочные отверстия имеют выход в верхних частях лопастей;
с нижней промывкой (рис. 3.2, а), у которых выход промывочных отверстий приближен к основаниям лопастей.
Эффективность долот РХ в значительной степени зависит от соответствия механическим и абразивным свойствам разбуриваемой породы выбранного профиля заправки лопастей долота (рис. 3.3), характеризующегося углом заострения β (между передней и задней гранями лопасти), тыловым углом γ (между задней гранью лопасти и плоскостью забоя) и углом резания α (между передней гранью и плоскостью забоя). Величина β имеет весьма существенное значение. Если угол будет большим, то лопасть получится толстой и эффективность работы долота будет снижена. Однако при малых углах заострения возможны наиболее частые поломки долота.
На эффективность работы долота существенно влияет и величина α. При бурении очень мягких пород целесообразно использовать малый угол резания. В случае же бурения мягких пород, перемежающихся породами средней твердости, угол резания следует увеличивать.
Многолетний опыт эксплуатации лопастных долот привел к созданию трех типов профилей этих долот (см. рис. 3.3).
Р
а б
1 2 3
ис.
3.2. Двухлопастные долота Рис. 3.3. Заправка лопастей долота:
1 – профиль № 1; 2 – профиль № 2; 3 – профиль № 3
Профиль № 1 предназначен для разбуривания вязких глин; профиль № 2 – для разбуривания песчаных и сланцевых глин, рыхлых песчаников, мягких известняков и др.; профиль № 3 – для разбуривания мергелей, сланцевых и гипсовых пропластков, меловых отложений и других не очень твердых пород.
Опыт бурения долотами РХ показал, что расположение отверстий для выхода промывочной жидкости в верхней части корпуса долота не всегда обеспечивает должную очистку забоя и хорошее охлаждение лопастей долота. Промывочная жидкость не доходит до забоя, а сразу же после выхода из отверстий поворачивает вверх и поднимается по затрубному пространству. На забое постепенно скапливается выбуренная порода, которая иногда доходит по высоте до промывочных каналов в долоте. В результате лопасти сильно нагреваются и долото быстро изнашивается.
В долотах РХ с нижней промывкой промывочные каналы подведены ближе к забою (10–15 см от забоя) и к периферии лопастей. Это обеспечивает лучшую очистку забоя, интенсивное охлаждение долота, увеличение давления струи на забой, что способствует более эффективному разрушению мягких пород.
Однако долота с нижней промывкой имеют определенные недостатки. При посадке на забой их промывочные отверстия легко забиваются, а при работе в вязких глинах на лопасти долота налипает выбуренная порода выше выхода струи жидкости из промывочных каналов. Перечисленные недостатки ограничивают применение долот РХ с нижней промывкой.
Т
Л
Рис. 3.4. Трехлопастное долото
опастные долота изготавливаются из высококачественной стали. Для увеличения износостойкости долота его лопасти навариваются (армируются) твердым сплавом.Существует несколько способов армирования лопастных долот с одновременным применением твердых сплавов одного, двух или даже трех сортов. Наиболее распространенный метод армирования лопастей состоит в следующем. На лицевой поверхности лопастей заправленного по выбранному профилю долота угольным электродом выплавляются канавки, в которые в два слоя посредством вольтовой дуги наваривается зернистый твердый сплав. Кроме того, зернистый твердый сплав наваривается в один слой на всей площади лопасти долота и в три слоя – на ребрах. На зернистый твердый сплав в канавках наплавляют пластинчатый твердый сплав с соблюдением определенного порядка укладки пластин.
studfiles.net
Металлургия производства буровых долот
Автор: Главный металлург ООО “Унибуртех” Андрей Каличак
Разведка и добыча полезных ископаемых в современном мире становится все более интенсивной. При этом каждый из нас, услышав эти слова, вспоминает такие атрибуты, как: геолог, буровая вышка, шахта, карьер. В любом случае, для того чтобы добыть ископаемые из недр земли нужен инструмент, который будет бурить скважину или выбуривать породу или даже готовить отверстия под взрывчатку. Таким инструментом в большинстве случаев будет буровое долото или как говорят бур.
С первого взгляда это простое и невзрачное изделие, особенно после использования. На самом деле оно состоит из 3-5 сборочных единиц и около двух десятков деталей, при его производстве используется до 20 разных марок сталей и сплавов и более двух десятков металлургических операций. Именно о производстве бурового шарошечного долота сегодня будет идти речь, а именно о его металлургической составляющей.
На самом западе Украины, у подножья Карпат есть предприятие, которое изготовляет буровые шарошечные долота и другой инструмент для разрушения породы – ООО «Универсальная буровая техника».
Здесь изготавливливают буровые трехшарошечные долота для самых разнообразных отраслей – это шахтное бурение и геологоразведка, глубокое бурение и бурение на воду, бурение в железорудных карьерах и сыпучих песках. Первый параметр долота – это его диаметр. Так на предприятии изготавливают серийно долота диаметром 74 – 490мм, и уже готовы производить опытные партии долот от 63 до 590мм.
Начиная от проектирования до последней операции контроля – везде присутствует то, что называют металлургией. Однажды, будучи простым инженером, имел честь познакомится с главным металлургом тогда еще процветающего завода «ЗИЛ». Он мне высказал интересное трактование слова металлургия, точнее того, чем она занимается: «Металлургия на производстве занимается всем, что имеет температуру более 36,6 градусов»
Буровое трехшарошечное долото сочетает в себе несколько отдельных требований – это крепкая соединительная часть и корпус, стойкие подшипники и мощное армирование, которое разрушает породу.
Корпус долота изготовляется из низколегированных низкоуглеродистых сталей и специальных марок, и уже на этом этапе изготовления долота, металлургия вступает в дело. Сталь изготавливается металлургическими заводами по предварительно согласованным техническим условиям в которых оговорены не только обычный химсостав, но остаточное количество газов, механические свойства, прокаливаемость, неметалические включения, способ выплавки и другое. Работа по согласованию технических условий начинается задолго до начала производства стали. Все эти требования нужны для обеспечения разносторонних свойств материала и изделия. Уже при поступлении стали на предприятие металл каждой плавки проходит лабораторный контроль на соответствие практически всех параметров, заложенных в технических условиях.
На предприятии имеется лаборатория которая в состоянии проводить иследования химсостава, структуры, механических свойств стали и твердых сплавов, а также множества вспомогательных материалов. В ней же производится контроль всех параметров детали и изделия на всех стадиях термической и химико-термической обработки. В составе лаборатории есть химическая, металлографическая, спектральная и механо-физическая лаборатория, а также отдельная лаборатория термического цеха.
Все буровые трехшарошечное долота состоят из трех лап, трех шарошек, тел скольжения или качения подшипников, и других мелких деталей которые служат направляющими или запорной арматурой для бурового раствора. Бывают долота с одной шарошкой или двумя или даже четермя, но они используются редко. Для изготовления лап и шарошек в качестве заготовки используется поковка. А это опять же металлургический процесс.
На ООО «Универсальная буровая техника» имеется свой кузнечно-прессовый цех, кстати один из крупнейших в Украине. Изготовление поковок производится на кривошипных прессах усилием 1600тс, 2500тс, 4000тс, 6300тс, а также на ковочных и штамповочных молотах с массой падающих частей от 400 до 3100кг. Проектированием поковок, штампов и техпроцессов изготовления также занимается служба главного металлурга. Нагрев заготовок под штамповку производится как в газовых печах, так и в индукционных нагревателях.
После штамповки все поковки проходят смягчающую термообработку – это нормализация в ящиках с температуры ковки и дополнительно высокий отпуск для снятия напряжений и подготовки структуры под механическую обработку и дальнейшую термообработку. Конечно после каждой группы операций производится контроль параметров.
В зависимости от породы, которую придется бурить долоту используется разная конструкция и материал зубьев и тела шарошек – клиновидные стальные зубы для мягких и твердых неабразивных пород и твердосплавные вставные зубья для крепких и абразивных пород.
Для увеличения стойкости стальных зубьев их армируют – наплавляют твердыми материалами. Это закатанный в стальную трубку или ленту колотый карбид вольфрама, известный под названием «релит», либо смесь карбидов вольфрама, хрома и других твердых материалов в никелевой матрице. Наплавка производится с использованием кислородо-ацетеленового пламени. Аналогичным материалом наплавляются наиболее изнашиваемые поверхности лап. На предприятии разработан и внедрен целый ряд документов по производству и контролю качества как самих наплавочных материалов, так и произведённой наплавки, в том числе контроль микроструктуры наплавленного слоя. Все материалы при поступлении на предприятие проходят входной контроль в условиях лаборатории и пробную наплавку.
Твердосплавные зубья из сплавов типа ВК предприятие покупает у других производителей и проводит их тщательный входной контроль. Далее запрессовка в тело деталей долот. Форма зубов может быть самая разнообразная.
А что ж внутри? А внутри подшипники на которых вращается шарошка вокруг лапы. Причем количество и конфигурация подшипников совершенно разная минимально 3, максимум 5, причем один обязательно шариковый качения а остальные качения, скольжения, радиальные, упорные – как конструктор просчитал. И тут опять дело за металлургией. Подшипникам нужна твердость как беговых дорожек, так и тел качения. Приходится обеспечивать твердость классическим методом цементации с последующей закалкой с температуры цементации, высоким отпуском, закалкой цементированного слоя, низким отпуском. Все это делается на гордости завода – термическом цехе построенном в 2003-2007 годах полностью с нуля. В цехе установлены камерные универсальные печи немецкой (на сегодня уже американской) фирмы IPSEN International GmbH. Это одно и двухкамерные универсальные печи, способные делать цементацию, нитроцементацию, закалку деталей в закрытом закалочном баке, эндогенераторы, отпускные печи и моющие машины. Все процессы в цехе находятся под управлением вычислительной техники.
Не все поверхности деталей подлежат цементации, а на некоторых ее наличие категорически запрещено. Поверхности, где не нужна цементация защищаются специальной пастой. На предприятии испробовали много разных паст для защиты, а остановились на наиболее простой и надежной, состоящей из двух компонентов: двуокись титана и жидкое стекло. Паста надежно защищает от газовой цементации и при соблюдении несложных правил изготовления и нанесения обеспечивает очень хороший уровень защиты. Эта паста нетоксична, не загрязняет печи, легко удаляется с поверхности обработанных деталей, а детали покрытые ей выглядят завораживающе.
Если в привычном варианте требования по термообработке вкладываются в одну или несколько строк на чертеже детали. То требований к химико-термической обработке деталей долот настолько много, что они собраны в отдельный документ объёмом 30 страниц. Основные из них это требования соответствия контура цементации, глубины цементации, распределению углерода по глубине слоя, твердости цементированной поверхности и послойной твердости цементированного слоя; твердости нецементированных поверхностей и сердцевины изделия, микроструктуры цементированного слоя и сердцевины и другое, там же описаны методы и объемы контроля, причем для разных типов долот они разные. Каждая партия деталей, что загружается в печь (это около 800кг) проходит контроль на соответствие всех параметров на контрольных образцах, а периодически на реальных деталях
В последние годы, с целью уменьшения деформаций деталей, внедрено проведение первой (с цементации) закалки в среде эндогаза с подачей газообразного азота.
Сами тела скольжения или качения также изготавливаются из различных материалов, так шарики и ролики изготавливаются из стали 55СМФА, вкладыши подшипников скольжения из бронзы или никелевых сплавов, нержавеющей стали ферритного класса, подверженной цементации, упорные подшипники из быстрорежущих сталей и твердых сплавов часть деталей предприятие изготавливает само, часть покупает. Некоторые поверхности подшипников скольжения на лапах наплавляются сплавами типа «стеллит» (сплав на основе кобальта). Наплавка осуществляется методом ацетиленово-кислородной наплавки и автоматизированной плазмовой наплавкой.
Даже когда термообработка деталей казалось бы сделана, впереди еще сварка.
Проведя окончательную механическую обработку начинается процесс сборки – сварки. Сначала каждая лапа собирается с шарошкой и телами подшипников, потом сваривается в единое долото.
Это происходит не за один проход и не за одну операцию. После сварки приходит очередь нарезать резьбу, но и тут снова металлургическая операция, высокий отпуск сварных швов в зоне нарезки резьбы, иначе в местах изменения твердости на резьбе получится волнистость, а это недопустимо.
Ну вот практически и все, осталось заполнить смазкой, установить детали для направления промывочной жидкости и испытать прочность швов методом гидроопресовки. Потом покраска, приемка и на буровую. А работают долота ООО «Унибуртехника» по всему миру.
Мы поможем с автоматизацией вашего предприятия – https://ritm.pro/heattreatment.ru
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.
promplace.ru
Буровое долото – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Буровое долото
Cтраница 1
Буровое долото – неотъемлемая часть бурильной колонны, и его правильный выбор невозможно переоценить. Буровое долото разрушает породу в результате совместного действия осевой нагрузки и крутящего момента. Разрушенная порода вымывается с забоя буровым раствором, позволяя долоту разрушать вновь образованную поверхность. В результате этого процесса – разрушения породы и очистки забоя – образуется ствол скважины. [2]
Буровое долото испытывает при работе значительные статические и динамические осевые нагрузки и действие переменного крутящего момента. Поэтому их конструкция должна быть рассчитана на экономически обоснованный срок службы, так как долото является инструментом одноразового использования. Восстановление долот экономически не оправдывается при современной технике их производства. [3]
Буровое долото работает в промывочной жидкости различного состава и высокого давления. При этом рабочие поверхности этого инструмента, подвергающиеся различным видам изнашивания, неизбежно воспринимают действие окислительных процессов. Поэтому окислительное изнашивание сопутствует всем другим рассмотренным выше видам изнашивания, ускоряя процесс разрушения поверхностей, усложняя механизм других видов изнашивания и затрудняя их моделирование в лабораторных условиях. [4]
Буровое долото, в отличие от расширителя, обеспечивает разрушение не стенок, а забоя скважины. Одновременно оно и формирует ее стенки. [5]
Буровое долото – инструмент, при помощи которого разрушается горная порода на забое и образуется скважина. [6]
Буровое долото содержит две лопасти, армированные твердым сплавом, две лапы, размещенные между лопастями и несущие шарошки, установленные с возможностью вращения и имеющие зубья. Основание одного из зубьев расположено с зазором по отношению к режущим кромкам лопастей. Каждая из лопастей выполнена с возможностью создания ударно-колебательного воздействия на породу буровой скважины. [7]
Буровое долото испытывает при работе значительные статические и динамические осевые нагрузки и действие переменного крутящего момента. Поэтому их конструкция должна быть рассчитана на экономически обоснованный срок службы, так как долото является инструментом одноразового использования. Восстановление долот экономически не оправдывается при современной технике их производства. [8]
Буровое долото – это основной инструмент, с помощью которого осуществляется разрушение породы на забое и ведется строительство глубоких скважин в нефтяной и газовой промышленности, а также бурение скважин в угольной промышленности и в геологоразведке, бурение взрывных скважин на рудных карьерах цветной и черной металлургии / для добычи золота и алмазов. Буровые долота широко применяются также при строительстве сложных инженерных сооружений – мостов, тоннелей, шахт, морских молов и других объектов. [9]
Шарошечное буровое долото – механизм, состоящий из сферических или цилиндрических шарошек, смонтированных на подшипниках качения или скольжения ( или их комбинации) на цапфах секций бурового долота. [10]
Лопастное буровое долото – корпус с присоединительной резьбой, к которому привариваются три и более лопастей. [11]
Однако буровое долото еще долго останется главным инструментом для проходки скважин. [12]
Тип бурового долота, его конструкция и износостойкость влияют на характер кривой проходки. [13]
К буровым долотам ударно-дробящего действия относят одношаро-шечные, двухшарошечные, трехшарошечные, четырехшарошечные, многошарошечные и комбинированные долота. Эти долота разрушают породы дроблением вследствие перекатывания зубьев по забою с нанесением ударов. [14]
К буровым долотам режуще-истирающего действия относят одноло-пастные, двухлопастные, трехлопастные, многолопастные и алмазные долота, а также долота, армированные синтетическими сверхтвердыми материалами. Эти долота применяют для бурения вязких пластичных мелкозернистых пород, они разрушают забой вследствие среза тонкого слоя при внедрении зубьев в породу. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Долото буровое
Долото буровое, основной элемент бурового инструмента для механического разрушения горной породы на забое скважины в процессе её проходки. Термин “долото” сохранился от раннего периода развития техники бурения, когда единственным способом проходки скважин было ударное бурение, при котором долото буровое имело сходство с плотничным инструментом того же наименования. долото буровое, как правило, закрепляют в конце бурильной колонны, которая передаёт ему осевое и окружное усилие, создаваемое буровой установкой (в случае ударного бурения долото буровое подвешивается на канате и наносит удары по забою скважины за счёт энергии свободного падения).
В основу классификаций долото буровое положены два признака: назначение и характер воздействия на породу. По назначению различают 3 класса долото буровое: для сплошного бурения (разрушение породы по всему забою скважины), для колонкового бурения (разрушение породы по кольцу у стенок скважины с оставлением в её центральной части керна) и для специальных целей (разбуривание цемента в колонне труб, расширение скважины и др.). По характеру воздействия на породу долото буровое делятся на 4 класса: дробящего действия, дробяще-скалывающего, истирающе-режущего и режуще-скалывающего. Основные элементы долото буровое – корпус и рабочая (разрушающая) часть; последняя определяет три типа долото буровое, широко применяемых в промышленности: шарошечные, алмазные и лопастные.
Шарошечными долото буровое осуществляется свыше 90% объёма бурения на нефть и газ; эти долото буровое наиболее производительны при бурении геологоразведочных (сплошным забоем) и взрывных скважин в крепких породах. Впервые долото буровое с коническими шарошками было изобретено в США (1909). Шарошечное долото буровое (или колонковая бурильная головка) состоит из одной, двух, трёх и более конических, сферических или цилиндрических шарошек, смонтированных на подшипниках качения или скольжения или же их комбинации на цапфах секций долото буровое На наружной поверхности шарошки имеют породоразрушающие элементы – фрезерованные зубья или запрессованные (запаянные) твёрдосплавные зубки или комбинации зубьев и зубков. Для повышения износостойкости фрезерованные зубья армируются твёрдым сплавом. Геометрическая форма и параметры породоразрушающих элементов (высота и длина зубьев, угол заострения и притупления их вершин, частота расположения зубьев на каждом венце шарошек) для различных долото буровое различны и зависят от физических свойств горных пород. Зубья на конусах шарошек, как правило, имеют клиновидную форму; твёрдосплавные зубки – клиновидную или полусферическую рабочие поверхности. В зависимости от конструкции корпуса, шарошечные долото буровое разделяются на секционные и цельнокорпусные. В секционных долото буровое корпус сваривается из отдельных (двух, трёх и четырёх) секций, на цапфах которых монтируются свободно вращающиеся шарошки. В цельнокорпусных долото буровое корпус литой, к нему привариваются лапы с шарошками. Для присоединения долото буровое к бурильной колонне у секционных предусмотрена наружная конусная резьба (ниппель), у корпусных – внутренняя конусная резьба (муфта). Секции (лапы) и шарошки долото буровое изготовляются из хромоникельмолибденовых, хромоникелевых и никельмолибденовых сталей. Шарошечные долото буровое в СССР нормализованы по типам и диаметрам (от 46 до 490 мм) и изготовляются 14 типов для разбуривания мягких, средней твёрдости, твёрдых, крепких и очень крепких пород. Самое широкое распространение имеют трёхшарошечные долото буровое В ограниченных объёмах применяются вставные двух- и трёхшарошечные долото буровое для бурения скважин турбинным и роторным способами, позволяющие опускать новое и поднимать отработанное долото буровое внутри колонны бурильных труб без подъёма последних на поверхность, а также многошарошечные долото буровое для бурения скважин диаметрами 346-2600 мм реактивно-турбинным способом.
Алмазные долото буровое (и бурильные головки) состоят из твердосплавной алмазонесущей рабочей части (матрицы) и стального корпуса с внутренней присоединительной конусной замковой резьбой. долото буровое отличаются друг от друга формой рабочей части, качеством алмазов и системой промывки. Матрицы этих долото буровое изготавливаются методом порошковой металлургии из различных металлических порошков. Эти порошки обеспечивают хорошее удержание алмазов и позволяют получать матрицы различной твёрдости и износостойкости. Матрица на основе вольфрама, его карбида и меди обеспечивает достаточную прочность, износостойкость и высокую теплопроводность матричного материала. Для изготовления долото буровое (бурильных головок) применяются технические алмазы массой 0,05-0,34 кар (на долото буровое диаметром 188 мм расходуется 400-650 кар, или 2000-2500 зёрен алмазов). Алмазные долото буровое и бурильные головки в СССР изготовляются диаметрами 140, 159, 188, 212, 241 и 267 мм двух модификаций: однослойные типов “ДР”, “ДТ”, “ДК”, “КТ” и “КР” с размещением алмазов в поверхностном слое рабочих кромок матрицы по определённым схемам и импрегнированные типа “ДИ” с примерно равномерным распределением мелких зёрен алмазов в матричном материале. Алмазные долото буровое целесообразно применять при больших (свыше 3000 м) глубинах скважин. Как правило, стойкость алмазного долото буровое в 20-30 раз превышает стойкость шарошечного. С 1967 в СССР широко применяются долото буровое типа “ИСМ”, рабочие поверхности которых армированы вставками из сверхтвёрдого материала “Славутич” (верхняя часть вставок или 30% высоты – из “Славутича”, нижняя – из твердосплавных порошков, спечённых методом порошковой металлургии). Вставки закрепляются пайкой в рёбрах корпуса заподлицо. Эти долото буровое изготовляются диаметрами 138, 142, 158, 188, 212, 241, 267, 293, 317, 344, 392 мм и эффективно работают при бурении мягких и средней твёрдости малоабразивных и среднеабразивных пород.
Лопастное долото буровое состоит из кованого корпуса, к которому привариваются три лопасти и более. У двухлопастного долота корпус и лопасти отштамповываются как одно целое. Передние грани лопастей армируются твердосплавными пластинами прямоугольной формы и зерновым сплавом релит, а боковые – твёрдосплавными цилиндрическими зубками. Лопастные долото буровое применяются для разбуривания мягких и средней твёрдости пород. В СССР они выпускаются по техническим нормалям трёхлопастными типа “3Л” диаметрами от 118 до 445 мм, двухлопастными “2Л” диаметрами от 76 до 161 мм и многолопастными “ИР” диаметрами от 76 до 269 мм, пикообразными “ПЦ” и “ПР” диаметрами от 97 до 445 мм. В ряде случаев изготавливают долото буровое типа “РХ” (“рыбий хвост”), являющиеся разновидностью двухлопастных долото буровое К лопастным относятся также долото буровое для ударно-канатного бурения. Для вспомогательных работ в СССР выпускаются фрезерные долото буровое типа “ФР” в виде плоскодонных фрезеров, нижняя рабочая поверхность которых оснащена твердосплавными зубками или пластинками, выступающими над корпусом долото буровое
Эффективное бурение скважин обеспечивается своевременной очисткой забоя от выбуренных частиц породы и подъёмом их на поверхность, а также охлаждением рабочих элементов долото буровое Это осуществляется обычно продувкой при бурении неглубоких (до 20 м) скважин, а при бурении глубоких и сверхглубоких – промывкой. В шарошечных долото буровое применяется два вида промывки: по центральному каналу и гидромониторная – между шарошками, а в больших корпусных долото буровое – их комбинация. Форма, сечение, расположение и количество промывочных каналов зависят от назначения, типа и размера долото буровое В гидромониторных шарошечных и лопастных долото буровое для увеличения передаваемой ими гидравлической мощности применяются сменные минералокерамические или металлокерамические насадки различных диаметров, преобразующие перепад давлений на долото буровое в скоростной напор, повышающий эффективность разрушения породы.
Совершенствование долото буровое осуществляется в направлении улучшения их конструкций (гидромониторная система очистки забоя скважины, создание новых опор скольжения и др.), применения новых материалов (высокопрочные твёрдые сплавы, стали электрошлакового и вакуумно-дугового переплавов), оснащения рабочих элементов долото буровое алмазами, высокопрочными твёрдыми сплавами и сверхтвёрдыми материалами. См. также ст. Бурение.
Список литературы
Мальков И. А., Теория и практика применения гидромониторных долот в США, М., 1958
Волков С. А., Волков А. С., Справочник по разведочному бурению, М., 1963
Корнеев К. Е., Палий П. А., Буровые долота, 3 изд., М., 1971
Brantly J. Е., Rotary drilling handbook, 6 ed., Los Ang., 1961.
mirznanii.com
Добавить комментарий