Долота для бурения – буровое долото для ударно-поворотного бурения горной породы и способ его изготовления — патент РФ 2468177

Долото буровое | Типы буровых долот


Буровое долото представляет собой один из основных инструментов для разрушения горных пород механическим способом. Исходя из того, какой вид имеет рабочая часть, различают:

  • шарошечные долота – бурение нефтяных, газовых скважин
  • лопастные долота – бурения мягких и среднетвердых пород.


Первый тип может состоять из одного или нескольких сферических или цилиндрических шарошек. Последние крепятся на подшипниках на цапфах секций. Могут использоваться подшипники скольжения, качения или же их сочетание.


Второй тип представляет собой кованый корпус, на котором размещаются лопасти. Их боковые грани армированы специальными зубками, которые упрощают калибровку стен скважин. Кроме этого, сами лопасти также армируются твердым сплавом – это делается для повышения их износостойкости и, соответственно, срока службы. 


Кроме основной классификации, существует ещё немало типов и подвидов долота. Такое распределение позволяет легче ориентироваться в разнообразии и упрощает подбор подходящего под конкретную ситуацию долота. Подробнее о назначении, типах и сферах их применения – далее в статье.


Назначение буровых долот


Как было указано выше, буровые долота используются для того, чтобы пробурить нефтяную, газовую, водяную или любую другую скважину. Фактически, данный элемент выполняет следующие функции:

  • разрушение грунта в забое;
  • глубинная проходка;
  • выравнивание стенок скважины.


Долота широко применяются во многих сферах, где требуется пробурить грунт. К примеру, если нужно сделать колодец или же собрать информацию о составе почв и дать им оценку. Нефтяная и газовая промышленность не в состоянии обойтись без этого породоразрушающего оборудования, так как именно оно позволяет наиболее эффективно производить бурение скважин различного размера и глубины.


По назначению долота делят на три большие группы:

  • для сплошного бурения – разрушение в одной плоскости или ступенчато;
  • для колонкового бурения – разрушение по периферии;
  • специальные.


В геологоразведке часто используются колонковые виды, так как они позволяют достать образцы грунта.


Буровые долота и их классификация – это то, что необходимо тщательно изучить. Каждый тип имеет свои особенности и назначение. В частности, далее будут рассмотрены:

  • шарошечные;
  • лопастные;
  • алмазные;
  • фрезерные.


Эти виды наиболее часто применяются для бурения скважин нефтяного, газового или любого другого типа.


Шарошечные долота


Один из самых универсальных породоразрушающих инструментов, который широко применяется во всех отраслях.  Он оказывает дробящий или дробяще-скалывающий эффект, тем самым формируя скважину нужного диаметра. Такое долото предназначено для абразивных и неабразивных пород любой твердости.


Устройство долота довольно сложное, так как базируется на подвижных элементах – подшипниках. Приваренные друг к другу секции оснащены вращающимися шарошками. Последние могут иметь конусообразную или цилиндрическую форму. Именно за счет них и происходит ударное или ударно-сдвигающее действие.


Последний метод наиболее эффективен, так как за счет проскальзывания шарошек удается произвести дополнительное скалывание.


От количества шарошек зависит и область применения инструмента:

  • одношарошечные – для бурения скважин на большую глубину;
  • двухшарошечные – в геологоразведке;
  • трехшарошечные – нефтяные, газовые скважины;
  • четырехшарошечные – для сложных условий.


Типы буровых долот шарошечного вида не имеют четкой специализации и при необходимости ничто не запрещает использовать одношарошечные вместо трехшарошечных.

Все зависит от того, какой именно должна в итоге получиться нефтяная или какая-либо другая скважина.


Лопастное долото


По устройству такое долото значительно проще, чем шарошечное. Фактически, это просто корпус, к которому прикреплены несколько лопастей. Наиболее эффективно показывает себя этот породоразрушающий инструмент в мягких, рыхлых породах.  Лопастное долото способно работать на высоких скоростях и, при благоприятных условиях, давать внушительные результаты бурения. К примеру, пройти за одну проходку около 1500 метров более чем реально.


На сегодняшний день представлены следующие виды буровых долот лопастного типа:

  • однолопастные – для цементных пробок;
  • двухлопастные;
  • трехлопастные;
  • трехлопастные, истерающе-режущие;
  • шестилопастные.


В списке выше все типы, кроме однолопастного, предназначены для довольно пластичных и мягких пород.


Последние три применяются, когда нужна нефтяная или газовая скважина, так как они имеют больший диаметр.


Для продления срока службы инструмента, используется армирование не только самой лопасти, но и её контактного края. Это позволяет понизить разрушающее воздействие пород, а также способствует образованию более гладких и ровных стенок скважин.


Алмазное долото


Если планируется, что скважина будет проходить через ряд различных по твердости пород, нередко применяются алмазные долота. Сам инструмент рассчитан на среднюю твердость, однако используется и тогда, когда твердые породы чередуются с мягкими. Оптимальными считаются породы средней твердости.


Разрушение слоев происходит за счет их истирания. Долото включает в себя алмазные режущие элементы, которые и обеспечивают уничтожение пород. Общая эффективность долота напрямую зависит от того, какого качества и величины алмазы используются.


По типу их расположения различают:

  • однослойное долото;
  • многослойное долото.


Кроме этого, существует классификация, которая опирается на расположение рабочих элементов:

  • радиальные;
  • спиральные;
  • ступенчатые.


Несмотря на довольно внушительные показатели и преимущества, алмазное долото является очень требовательным инструментом. Так, если при бурении нефтяной скважины на его пути попадется металлический объект или же просто слишком твердая горная порода, то инструмент выйдет из строя: алмазный элемент может расколоться или выпасть из корпуса. Впрочем, плохая промывка также приведет к тому, что долото выйдет из строя или же будет работать менее эффективно.


Фрезерное долото


Фрезерные типы буровых долот, по сравнению с другими видами породоразрушающих инструментов, гораздо проще по своему устройству, а также значительно прочнее и устойчивее. Конструкция такого долота представляет собой монолитный корпус. В него и запрессованны дробящие элементы, которые и обеспечивают высокую эффективность.


В отличие от своих аналогов, фрезерное долото не боится твердых прод или металлических элементов.

К примеру, его часто используют для того, чтобы пробить бетонную или цементную пробку. Если по какой-то причине в скважине осталась шарошка, то её убирают именно с помощью фрезерных долот.


Несмотря на все свои плюсы, существует и ряд ограничений:

  • не подходят для вязких пород;
  • невозможна быстрая проходка;
  • довольно примитивный способ промывки.


Тем не менее, данный породоразрушающий инструмент просто незаменим для бурения нефтяных, газовых и любых других скважин. Такое долото чаще всего используется в качестве вспомогательного элемента, однако в некоторых случаях применяется и как основное.

Бурение скважин

Читайте также:

snkoil.com

Буровые долота — Статьи — Горная энциклопедия

БУРОВЫЕ ДОЛОТА (а. drilling bit, bore bit; н. Воhrmeihßel; ф. trйpan, outil de forage; и. broca, trepano) — основной элемент бурового инструмента для механического разрушения горной породы в процессе бурения скважины. Термин «долото» сохранился от раннего периода развития техники бурения, когда единственным способом проходки скважины было ударное бурение, при котором буровое долото имело сходство с плотничным инструментом того же наименования. По назначению различают 3 класса буровых долот: для сплошного бурения (разрушение горной породы по всему забою скважины), колонкового бурения (разрушение горной породы по кольцу забоя скважины с оставлением в её центральной части керна) и для специальных целей (зарезные долота, расширители, фрезеры и др.). По характеру воздействия на горные породы буровые долота делятся на 4 класса: дробящие, дробяще-скалывающие, истирающе-режущие и режуще-скалывающие. По виду рабочей (разрушающей горные породы) части выделяют шарошечные и лопастные буровые долота.

Шарошечными буровыми долотами осуществляется большей частью общего объёма бурения нефтяных, газовых и взрывных скважин. Шарошечное буровое долото (или бурильная головка для колонкового бурения) состоит из (одной, двух, трёх, четырёх или шести конических) сферических или цилиндрических шарошек, смонтированных на подшипниках качения или скольжения (или их комбинации) на цапфах секций бурового долота. Основная разновидность шарошечных долот для сплошного бурения — трёхшарошечное долото (рис. 1, а), при бурении глубоких скважин получило распространение также одношарошечное буровое долото (рис. 1, б).

В зависимости от конструкции корпуса шарошечные буровые долота разделяют на секционные и корпусные. В секционных корпус сваривается из отдельных (двух, трёх или четырёх) секций (лап), на цапфах которых монтируются шарошки; в корпусных — корпус литой, к нему привариваются лапы со смонтированными на их цапфах шарошками. Для присоединения буровых долот к бурильной колонне у секционных долот предусматривается наружная конусная резьба (ниппель), у корпусных — внутренняя конусная резьба (муфта). В СССР выпускаются 13 типов шарошечных долот сплошного бурения диаметрами 46-508 мм (ГОСТ 20692-75).

По принципу воздействия на горные породы шарошечные буровые долота делятся на дробящие и дробяще-скалывающие. Буровые долота дробящего действия характеризуются минимальным скольжением зубьев при перекатывании шарошек по забою и отсутствием фрезерующего действия по стенке скважины периферийными зубьями; различают следующие их типы: Т — для бурения твёрдых пород, ТЗ — твёрдых абразивных пород, ТК — твёрдых пород с пропластками крепких, ТКЗ — твёрдых крепких абразивных пород, К — крепких пород, OK — очень крепких пород. Шарошечные буровые долота дробяще-скалывающего действия характеризуются увеличением скольжения зубьев при перекатывании шарошек по забою и стенке скважины. Типы буровых долот дробяще-скалывающего действия: М — для бурения мягких пород, МЗ — мягких абразивных пород, MC — пород мягких с пропластками средней твёрдости, МСЗ — мягких абразивных пород с пропластками средней твёрдости, С — пород средней твёрдости, СЗ — абразивных пород средней твёрдости, CT — пород средней твёрдости с пропластками твёрдых. Породоразрушающим элементом (вооружением) шарошечных буровых долот служат фрезерованные зубья или запрессованные твердосплавные зубки и комбинации зубьев с зубками на поверхности шарошек. Для повышения износостойкости фрезерованных зубьев шарошек от абразивного износа их наплавляют твёрдым сплавом, состоящим из зёрен карбидов вольфрама. Для уменьшения износа долота по диаметру периферийные венцы долот типов С, CT и Т имеют Г- или Т-образную форму. Геометрическая форма и параметры зубьев (высота, длина, шаг, а также смещение осей шарошек) различны (уменьшаются от типа М к типу Т) и зависят от физических свойств разбуриваемых горных пород. Современное вооружение шарошек буровых долот выполняется из вставных твердосплавных зубков с призматическими (типы МЗ, СЗ, МСЗ и ТЗ) и сферическими (тип ТК) рабочими головками. Опора шарошечных буровых долот в процессе вращения шарошки обеспечивает передачу осевой нагрузки от бурильной колонны через цапфы и тела качения вооружению шарошки, находящемуся в контакте с горными породами забоя скважины. В опорах буровых долот в качестве радиальных используются подшипники роликовые, шариковые и скольжения, радиально-упорных — шариковые подшипники, упорных — подшипники скольжения. На рис. 2 показаны наиболее известные схемы опор, которые применяют в шарошечных буровых долотах. В каждой опоре имеется замковый шариковый подшипник, удерживающий шарошку на цапфе и воспринимающий осевую составляющую нагрузку на долото.

Число роликов и шариков в опоре шарошек и их размеры зависят от размера долота, схема опоры — от режима бурения. Долота, использующиеся для высокооборотного бурения (более 250 об/мин), имеют опору с телами качения без герметизации (серия 1АВ), для среднеоборотного бурения (до 250 об/мин) — опору по схеме ролик-шарик — скольжение — упорная пята без герметизации (серия 1АН) либо с герметизацией при помощи торцевой манжеты (серия 2АН). Долота для низкооборотного бурения (до 60 об/мин) имеют герметизированную маслонаполненную опору по схеме скольжение — шарик — скольжение — упорная пята с радиальной уплотняющей манжетой. В долотах с герметизированной маслонаполненной опорой в утолщённой части лапы имеется специальный резервуар со смазкой, в который вмонтирован эластичный мешок, изменяющий форму по мере увеличения давления при спуске долота в скважину и способствующий вытеснению смазки по смазочным каналам к трущимся элементам опоры. При этом уплотнительная манжета должна обеспечить герметичность опор со стороны торца шарошки. Это достигается жёсткостью торцевой манжеты и плотным прилеганием её к торцу шарошки.

Для подвода промывочной жидкости через долото к забою скважины в шарошечных буровых долотах имеются специальные промывочные или продувочные устройства. В зависимости от конструктивного выполнения выделяют шарошечные буровые долота с центральной, боковой промывкой, а также продувкой воздухом. Буровые долота с центральной промывкой имеют одно отверстие в центре долота либо 3 отверстия или щели в корпусе (промывочной плите), через которые промывочная жидкость направляется на шарошки в центральную часть скважины. В долотах с боковой промывкой (гидромониторные буровые долота, рис. 3, а) промывочная жидкость через сопла направляется между шарошками в периферийную зону забоя скважины.

В буровых долотах с продувкой воздухом (рис. 3, б), газом или воздушно-водяной смесью одна часть потока через центральное отверстие в корпусе долота подаётся на шарошки, другая — по специальным каналам в лапах и их цапфах поступает в полость опор шарошек для их охлаждения и очищения от бурового шлама. При бурении взрывных скважин в долотах с продувкой воздухом применяют обратные клапаны, которые обеспечивают немедленное закрытие центрального продувочного канала долота после прекращения подачи воздуха и тем самым не допускают засасывания частиц породы в полость корпуса долота над входом в продувочные каналы лап.

Лопастные буровые долота предназначены для бурения вращательным способом мягких и средней твёрдости пород.

Лопастные буровые долота (рис. 4, а, б, в) состоят из кованого корпуса с присоединительной резьбой, к которому привариваются 3 и более лопастей. У двухлопастного долота корпус и лопасти отштамповываются как одно целое. Для повышения износостойкости долот лопасти армируются твёрдым сплавом. Пластинки твёрдого сплава заплавляются на передней грани лопастей в специально профрезерованные пазы. Боковые (калибрующие стенку скважины) грани лопастей армируются цилиндрическими зубками (сплав ВК8-В), запрессовываемыми в просверленные отверстия. Промежутки между зубками наплавляются твёрдым сплавом. В СССР лопастные долота (ГОСТ 26-02-1282-75) с промывкой изготовляют с цилиндрическими отверстиями в корпусе (тип 2Л, диаметры 76-165,1 мм, скорость движения промывочной жидкости до 50 м/с) и сменными гидромониторными насадками в корпусе (тип ЗЛ, диаметры 120,6-469,9 мм, скорость промывочной жидкости не менее 90 м/с). Истирающе-режущие буровые долота (тип ЗИР) имеют диаметры 190,5-269,9 мм. Пикообразные буровые долота (тип П, диаметры 98,4-444,5 мм) изготовляют двух разновидностей: Ц — для разбуривания цементных пробок и металлических деталей низа обсадных колонн; R — для расширения ствола скважины. К лопастным относятся также буровые долота для ударно-канатного бурения. Для бурения без промывки скважины применяют шнековые долота (рис. 4, г).

Для вспомогательных работ (разбуривания цементных мостов, металла в скважине) выпускаются фрезерные буровые долота: тип ФР в виде плоскодонных фрезеров, нижняя рабочая поверхность которых оснащена твердосплавными зубками или пластинками, выступающими над корпусом буровых долот; тип ДФТС с расположением твердосплавных зубков по 3 спиралям, имеющим плавный переход от центрального канала долота на рабочую сферу.

Для бурения скважин с отбором керна применяют шарошечные и лопастные бурильные головки, которые изготовляют для специальных керноприёмных устройств со съёмным и несъёмным керноприёмниками. Колонковые долота со съёмным керноприёмником позволяют отбирать с забоя скважины керн без подъёма бурильной колонны.

Керноприёмник с керном извлекают из скважины шлипсом, спускаемым в бурильные трубы со специальныой лебёдки, а бурильную головку поднимают только после её износа вместе с колонной. При работе колонковыми долотами с несъёмным керноприёмником для выноса керна из скважины необходимо поднимать всю бурильную колонну; при этом часто головки оказываются неизношенными. Кернообразующие элементы долот передают на керн минимальные поперечные усилия, что снижает вероятность его разрушения; промывочные каналы в бурильных головках расположены так, что струя промывочного раствора минует керноприёмник.

Буровые долота и бурильные головки изготовляют из прочных и износостойких материалов, т.к. в процессе бурения на долото действуют осевые и ударные нагрузки, вращающий момент, а также давление и химическая активность промывочной жидкости. Для секций (лап) и шарошек буровых долот применяют хромникельмолибденовые, хромникелевые и никельмолибденовые стали. Выпускаются буровые долота и бурильные головки, оснащённые природными или синтетическими алмазами (см. Алмазное бурение). Некоторые типы долот изготовляют из сталей электрошлакового и вакуумно-дугового переплавов.

Совершенствование буровых долот осуществляется в направлении улучшения их конструкций: создания новых схем опор с герметизированными маслонаполненными опорами для низкооборотного и высокооборотного бурения; применения новых форм твёрдосплавных зубков; изыскания более износостойких материалов; повышения точности изготовления деталей и сборки буровых долот, а также применения более совершенных схем подвода промывочной жидкости к забою скважины. См. также Буровая коронка.

www.mining-enc.ru

Бурильное долото – важнейший компонент эффективного бурения скважин

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.

GemDrill-Gemsa, SEG – один из ведущих в мире производителей и поставщиков буровых установок и бурильного оборудования для горнодобывающей промышленности. Компания работает более чем в 86-ти странах. При создании продукции и организации сервиса основное внимание GemDrill уделяет обеспечению максимальной безопасности оператора, высокой производительности и энергоэффективности, а также эргономике оборудования.
В обширной производственной линейке компании есть буровые установки для самых разных видов работ, для бурения под землей и с поверхности земли, включая поиск полезных ископаемых, горные разработки, бурение скважин в отраслях гидрологии и энергетики, а также в целях развития инфраструктуры.

Буровые установки GemDrill универсальны и имеют низкую стоимость владения. Все установки комплектуются высококачественными узлами и деталями, произведенными в соответствии с правилами «Безопасности машин» Евросоюза и имеют соответствующую маркировку.

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.

os1.ru

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:

  1. долота, разрушающие
    горную породу сплошным забоем;

  2. 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:

  1. с
    верхней промывкой (рис. 3.2, б),
    у
    которых промывочные отверстия имеют
    выход в верхних частях лопастей;

  2. 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).

а
б

1
2 3

Рис. 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

Рис.
3.4.

Трехлопастное
долото

рехлопастные долота
(рис. 3.4)
применяются для проходки мягких, но не
вязких пород при роторном и турбинном
способах бурения. Каналы для промывочной
жидкости у долот этого типа подведены
к каждой лопасти и находятся на расстоянии
100 мм от
забоя. Основным преимуществом трехлопастных
долот по сравнению с долотами РХ является
более равномерное распределение осевой
нагрузки, действующей на забой, что
способствует более интенсивному
разрушению породы.

Лопастные
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

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.

      1. 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:

  1. с верхней
    промывкой (рис. 3.2, б),

    у которых
    промывочные отверстия имеют выход в
    верхних частях лопастей;

  2. 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

рехлопастные долота
(рис. 3.4)
применяются для проходки мягких, но не
вязких пород при роторном и турбинном
способах бурения. Каналы для промывочной
жидкости у долот этого типа подведены
к каждой лопасти и находятся на расстоянии
100 мм от
забоя. Основным преимуществом трехлопастных
долот по сравнению с долотами РХ является
более равномерное распределение осевой
нагрузки, действующей на забой, что
способствует более интенсивному
разрушению породы.

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

Трехшарошечные долота для бурения: диаметры, ГОСТ

Содержание   

С помощью бурения человек может выполнить огромное количество поставленных перед собой задач. Для бурения используют специальные станки и бурильные установки. С их помощью удается выполнять бурение водяных скважин, нефтегазовых скважин, каналов, туннелей и т.д.

Схематическое изображение трехшарошечного долота

Существуют буровые установки разного типа, однако ни одна из них не сможет обойтись без бурового долота. Особенно популярны буровые долота шарошечного типа. В частности, трехшарошечные долота, о которых сейчас и пойдет речь.

Принцип работы трехшарошечного долота

Буровые установки любого типа – это мощные механизмы с двигателем, что обеспечивает вращение основного направляющего элемента. В его качестве используют ротор или другие подобные механизмы. Однако бурение скважин или туннелей нельзя обеспечить одним только ротором.

Нужна насадка на ротор, которую именуют долотом. Долота выполняются из высококачественных сплавов металла или пластика. Для их производства используют промышленные станки, что способны работать в условиях повышенных нагрузок.

Самые популярные на данный момент – это трехшарошечные долота. Шарошечное долото – это устройство прямого типа. То есть оно при бурении разрабатывает всю рабочую площадь, дробя и убирая породу по всему периметру.

Состоит такой механизм из нескольких элементов, которые мы сейчас и опишем. Но главная его составляющая и по совместительству рабочий механизм – это шарошки.

Шарошками называют специальные конусообразные дробильные элементы с нарезанными на них зубьями. Для нарезки зубьев используют промышленные станки, а саму заготовку, как правило, выплавляют в печи.

Исключение составляют только дорогие комбинированные шарошки, которые и сами способны вращаться. Изделия такого типа выливать нельзя. При их производстве используются только фрезеровочные высокоточные станки.

Шарошки монтируют на лапу долота. Их количество определяется назначением буровой установки. Например, одношарошечное долото используется для бурения скважин или мелких каналов.

Трехшарошечное долото с тремя лапами и возможностью подключения механизма подачи смазки

Одношарошечное долото имеет простейшую конструкцию, так как на нем полноценной лапы нет. В ней просто нет нужды. Единственная шарошка вращается на роторе и одновременно на собственных подшипниках, что и дает неплохой эффект.

Существуют буровые шарошечные болота разного типа. Количество шарошек в них не ограничивается тремя. В массовом производстве можно встретить шестишарошечные образцы для бурения крупных скважин.

Но и это далеко не предел. По заказу, для разработки алмазных шахт могут создавать оборудование с впечатляющими характеристиками. Например, долото шарошечного типа, что вмещает в себя до 10-12 шарошек и может обрабатывать боковые плоскости за счет дополнительных бурящих элементов на контуре лап.

Теперь приступим к разбору конкретной конструкции трехшарошечного долота. Основной элемент изделия состоит из литого металла, для обработки которого применялись специальные станки.

Его монтируют на вращающийся ротор, посредством резьбовых соединений и именуют соплом. На этом элементе крепятся лапы. Лап может быть несколько. В долотах трехшарошечного типа их есть три. Однако количество лапе не всегда жестко привязано к количеству шарошек.

Так, для основательного бурения скважин в горной породе или граните используют шестишарошечное долото, у которого на одной лапе находятся по две шарошки. Если рассматривается одношарошечное долото, то здесь лап может не быть вообще.

Как правило, на внутренней части лапы установлен параллельный вращательный механизм с подшипниками. Шарошка для бурения монтируется именно на этот механизм.

Причем конструкция лап и шарошек создана таким образом, чтобы непосредственно бурильный элемент вращался в противоположную сторону, к направлению вращения основного ротора.

Впрочем, здесь все зависит от тех решений, что примет сам производитель. Благодаря такой системе вращения удается намного качественнее дробить и убирать породу. Причем разработка проходит быстрее, шарошки меньше засоряются, а удалять грунт удается очень легко.

Трехшарошечные малогабаритные изделия на производстве

Буровые долота шарошечного типа используются очень широко. Без них невозможно себе представить процесс разработки скважин, крупных тоннелей и т.д. Другие типы бурильных механизмов такой мощностью, эффективностью и надежностью похвастаться не могут, что и определило столь высокую популярность на рынке.

к меню ↑

Виды шарошечных долот

Теперь обратимся к разновидностям конструкции шарошек, разберем их характеристики и некоторые нюансы долот трехшарошечного типа.

Классификация шарошечных долот чрезвычайно широка. Что впрочем, вполне очевидно, ведь и сфера их применения считается самой крупной. С их помощью выполняют разработку не только скважин на воду или нефть. Они широко применяются в шахтной разработке, при бурении каналов метро и т.д.

Метод производства тоже оказывает свое влияние как на тип изделия, так и на его назначение. Ведь в работе используют разные станки, разное оборудование и различными характеристиками.

По типу сопла (первого элемента, что отвечает за сцепление с ротором) их делят на:

  • Модели НД;
  • Модели НКВ.

Первые предназначены для бурения скважин, а вторые более разнообразны и производятся в широком диапазоне габаритов.

По выбранной серии долота делят на:

  • Образцы серии 1АН;
  • Образцы серии 2АН;
  • Образцы серии 1АВ и 2АВ.

Популярные разновидности трехшарошечных долот в исполнении из металла

Стоит понимать, что серийный номер рассматриваемого изделия показывает не только его основные характеристики, но и их конструктивные особенности.

Так, серия 1АН представлена моделями, что монтируют на буровые станки с низкооборотными двигателями. Они предназначены для разработки относительно мягких пород.

Серия 2АН уже характеризуется повышенной оборотностью (до 250 оборотов в минуту) и возможность постоянного смазывания шарошек и подшипников во время работы.

Серия АВ специально создавалась для ситуаций, когда применяются буровые станки и установки высокой мощности. Буква «В» как раз и говорит нам о том, что это высокооборотное изделие, что способно выдерживать огромные нагрузки.

Сами шарошки для бурения тоже имеют свои конструктивные особенности. Они могут иметь одинарную, двойную и даже тройную форму. Для одношарошечных образцов часто используют сферические модели, что способны обрабатывать большее количество породы за единицу времени.

По типу конструкции шарошки делят на:

  • Цельные;
  • Комбинированные.

Цельные модели выливают непосредственно на производстве. Затем используют фрезерные станки для их заточки зубьев. После этого остается только закалить изделие и проточить на нем резьбу.

Комбинированные образцы – это уже куда более интересный и дорогостоящий вариант. В таких шарошках несколько уровней могут вращаться в разных направлениях. Не стоит и упоминать о том, что этих условиях эффективность их работы возрастает многократно.

Линейка трехшарошечных долот с разными размерами

Впрочем, как и цена. Ведь в отличие от литых образцов, комбинированные шарошки собирают из разных деталей. Еще одна интересная особенность комбинированных моделей в том, что их способ вращения способствует самоочистке лицевой части шарошек.

При этом вам не придется даже использовать буровые станки с возможностью очистки. Противоположные движения разных уровней шарошек сами удаляют до 90% загрязнений, за счет непоследовательного вращения зубьев.

Диаметры долот шарошечного типа тоже существенно различаются. Диаметр сопла начинается от 100 мм и может доходить до нескольких тысяч. Или даже больше, если рассматривать действительно мощное оборудование.

Шарошка для бурения тоже имеет очень различные диаметры. Встречаются образцы от 50 и до 1000 мм. Не стоит удивляться, как удается уместить в 100 миллиметровом сопле три шарошки с диаметром в 50 мм.

Во-первых, сопло – это самая узкая часть долота. Во-вторых, шарошки монтируются под углом друг к другу. В третьих, их положение можно регулировать, и как правило, чем крупнее площадь обработки долота, тем лучше для рабочих.

Например, чем шире диаметр разработки скважин, тем проще будет установить обсадную трубу или совершать различные манипуляции.

Еще один способ классификации трехшарошечного долота, заключается в их делении по типу разрабатываемой породы. Их делят на:

  • Образцы класса М;
  • Образцы класса МС;
  • Образцы класса С;
  • Образцы класса СТ;
  • Образцы класса Т.

Процесс корректировки лап и шарошек в трехшарошечном долоте

Классы М и МС предназначены для разработки относительно мягких пород. Классы С и СТ используются для прокладки скважин и тоннелей в средних по своей прочности породах. Ну а класс Т используется для дробления твердых пород.
к меню ↑

Нюансы применения трехшарошечных долот

Применение трехшарошечных долот сложностью не отличается, так как весь механизм уже собран и готов к работе. Вам нужно только проделать несколько простых операций и приступить к работе.

Как правило, собирать долота такого типа не требуется. Тем более что заниматься этим должны специально обученные люди. Долото в собранном виде нужно только установить на ротор. Для этого нужно насадить сопло на ротор и затянуть резьбу.

Затягивать надо очень тщательно, чтобы в процессе работы оно не сорвалось, так как это может привести к очень неприятным последствиям.

Затем подключают все элемент, саму лапу, убеждаются в правильно работе всех частей. Например, очень важно заранее проверить момент вращения шарошек, их угол наклона и движение лапы. Если где-то обнаружены проблемы, то приступать к бурению запрещено. Это правило, которое нельзя нарушать.

Также нужно выставить шарошки в необходимом для работы положении и точно отрегулировать их взаимодействие между собой.

Если долото способно подавать смазку для очистки буровых частей и поддержки работы механики, то проверить следует и сам механизм подачи.

Такие изделия, как правило, очень сильно зависят от наличия смазки. Более того, работая без нее, они быстро изнашиваются и приходят в негодность. А потому и на этот момент стоит обязательно обратить внимание. После выполнения всех работ вам остается только начать процесс бурения и выполнять поставленную задачу.
к меню ↑

Обзор трехшарошечных долот (видео)

 Главная страница » Инструменты для бурения

byreniepro.ru

Типы буровых долот и их назначение



Поиск Лекций







 

5.1 Типы долот для сплошного бурения

 

Все долота для сплошного бурения подразделяются по воздействию на забой и по своему конструктивному исполнению. По характеру воздействия подразделяются на три группы:

долота лопастные (режущие и скалывающие породу )

долота шарошечные с почти цилиндрическими шарошками (скалывающие и дробящие породу )

долота с коническими шарошками (дробящие породу )

одно- ; двух- ; трех- ;четырехшарошечные

Применяются различного типа, размеров, моделей долота. При бурение скважин на территории РФ, широкое применение получили шарошечные долота. Ими ежегодно выполняются 90% всех работ на территории России и за рубежом. Наиболее распространен трехшарошечный вариант долота.

 

5.2 Шарошечные долота

 

Шарошечное бурение — способ бурения скважин с использованием шарошечного долота. Впервые было применено в США в 20-х годах 20-го века. В России этот способ бурения применятся с 30-х гг. 20 в. для бурения нефтяных и газовых скважин.

При шарошечном бурении горные породы разрушаются стальными или твердосплавными зубками шарошек, вращающимися на опорах бурового долота, которое, в свою очередь, вращается и прижимается с большим осевым усилием к забою.

Долото шарошечное — (англ. roller bit) 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 нее штырей из твёрдого сплава — карбида вольфрама, применяемый для механического разрушения горной породы от мягкой до очень крепкой в процессе бурения скважины.

 

 

5.3 Лопастные долота

 

В отличие от шарошечных лопастные долота просты по конструкции и по технологии изготовления. Такие долота характерны своей механической скоростью в рыхлых, мягких и несцементированных породах. При бурении такими долотами часто наблюдается значительное уменьшение диаметра скважин, что приводит к необходимости расширения и проработки скважины перед спуском очередного долота. К таким долотам необходимо прикладывать большой крутящий момент. Они выпускаются в пяти разновидностей: 2Л — двухлопастные; 3Л — трехлопастные; 3ИР истирающе-режущие; П — пикообразные однолопастные.

 

 

5.4 Фрезерные долота

 

Фрезерное долото — применяется в твердых породах при глубоком вращательном бурении). Патент американских изобретателей Шарпа и Юза. Оно состоит из 2 конических, грубо насеченных, фрезеров из твердой стали, насаженных навстречу один другому под углом 46° к вертикали, каждый н»а собственной оси, на конце тупого массивного корпуса долота. Вследствие вращения корпуса ФД вместе со всей штанговой системой, каждый из фрезеров, касающийся забоя скважины, получает свое самостоятельное быстрое вращательное движение около своей собственной оси и своей работой изнашивает твердую породу забоя, отчего и получается поступательное движение всего бурового снаряда. Иногда на том же массивном корпусе долота устанавливаются подобные же, цилиндрические с усеченными конусами по концам и на вертикальной оси, фрезеры-расширители.



Эти долота могут быть использованы не только для бурения скважины в присутствии металлического и твердосплавного скрапа, но и для разбуривания оставшихся на забое шарошек и других металлических предметов, бетонных и иных пробок.

 

5.5 Долота ИСМ

 

Отличие ИСМ является в том, что их породоразрушающие элементы покрыты сверхтвердым материалом славутич. В зависимости от размера и конструкции долота ИСМ изготавливаются цельноковаными (с последующим фрезерованием лопастей ) либо с приваренными лопастями. Данные долота обладают более высокой износостойкостью и меньшей стоимостью, по сравнению с долотами оснащенными природными алмазами. Долота ИСМ выпускают трех разновидностей: режущего действия (режущие), торцовые (зарезные) и истирающие.

 

 

5.6 Алмазные долота

 

Алмазные долота обладают наличием алмазных режущих элементов т.е. (природных или синтетических) той или иной величины (крупности). Обычно используются наименее ценные разновидности природного алмаза, именуемые карбонадо (бразильские технические алмазы) или черные алмазы (характерные своей вязкостью ). Показатели данных долот зависят от качества и размеров алмазов. Качество определяют группой и категорией, а размер — числом камней. Природные и синтетические алмазы размещают в спекаемой матрице (обычно медно-твердосплавной ), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота.











poisk-ru.ru