9. Назначение породоразрушающего инструмента

Породоразрушающие инструменты, называевые буровыми долотами, предназначены для разрушения горной породы при бурении скважины. Существует ряд буровых долот, каждый из которых предназначен для разрушения горных пород с определенными механическими и абразивными свойствами.

10 Классификация породоразрушающего инструмента по принципу разрушения горных пород.

По принципу разрушения породы, буровые долота можно разделить на:

Долота режуще-скалывающего действия, предназначенные для разбуривани вязких и пластичных пород небольшой твердости и малой абразивности.

Долота дробяще-скалывающего действия, предназначены для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких пород.

Долота режуще-истирающего действия, предназначены для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже твердыми.

11 Классификация породоразрушающего инструмента по назначению По назначению все буровые долота можно разделить на три группы: для бурения без отбора керна, для бурения с отбором керна, специального назначения.

Первая и вторая группы предназначены для углубления скважины, а бур.долота специального назначения – для работы в пробуренной скважине (расширение и выравнивание ствола скважины) и в обсадной колонне (разбуривание цементного камня)

По конструктивному исполнению различаются на лопастные, шарошечные, алмазные и твердосплавные .

12. Долота для сплошного бурения

13 Шарошечные долота

Несмотря на то что в практике бурения нефтяных и газовых скважин применяли долота с одной, двумя, тремя, четырьмя и даже шестью шарошками, самыми распространенными были и остаются трехшарошечные долота и в небольших количествах в настоящее время применяют одношарошечные долота.

Трехшарошечные долота. Современные конструкции трехшарошечных долот, изготовляемых сваркой трех кованых секций , на цапфах которых вращаются ша­рошки на подшипниках . Шарошки имеют породоразрушающие элементы , конструкция которых определяется механиче­скими и абразивными свойствами пород. Подшипники шарошек у ряда моделей долот смазываются промывочной жидкостью, проникающей к телам качения и трения по зазору между основанием шарошки и упорной поверхностью в цапфе. В последние годы большое применение на­ходят долота с герметизированной опорой, у которых специальная смазка поступает к телам качения и трения из эла­стичного баллона по имеющемуся в лапе и цапфе каналу. Про­никновению промывочной жидкости в полость такой опоры пре­пятствует жесткая уплотнительная манжета .Шарошечные долота по принципу разрушения породы относят к долотам дробяще-скалывающего действия.

Форма и расположение породоразрушающих элементов на шарошках. В зависимости от пород, для бурения которых пред­назначается долото, шарошки имеют различные породоразрушающие элементы — зубцы, изготовляемые либо вместе с телом шарошки фрезерованием или накаткой, либо отдельно из специ­альных твердых сплавов. Последние имеют клиновидную или сферическую контактную поверхность и запрессовываются в гнезда, высверленные в теле шарошки. Шарошки с фрезеро­ванными или накатанными зубцами используют в долотах, пред­назначенных для разрушения неабразивных пород. Шарошки с зубцами из твердых сплавов предназначены для разбуривания абразивных пород, а также пород с очень высокой твердостью. На всех шарошках породоразрушающие элементы располагают, как правило, концентрическими венцами.

Нагрузка, воспринимаемая опорой, определяется силами ре­акции забоя и стенки скважины. Поэтому в опоре предусматри­ваются подшипники, способные воспринять как радиальную, так и осевую составляющие действующей нагрузки. В качестве ра­диальных используются роликовые и шариковые подшипники и подшипники скольжения; в качестве радиально-упорных — шари­ковые подшипники, а в качестве упорных — подшипники сколь­жения. Каждый из указанных типов подшипников имеет преиму­щества и недостатки. Шариковые подшипники легче разместить в ограниченных раз­мерах шарошки, они слабо реагируют на возможные перекосы осей шарошек и цапф и поэтому, как правило, не приводят к за­клиниванию шарошек на цапфах. Однако вследствие проскальзы­вания шариков по боковым дорожкам шариковые подшипники значительно нагреваются и требуют интенсивного охлаждения циркулирующей жидкостью. Роликовые подшипники могут воспринимать большую, чем ша­риковые подшипники нагрузку, но труднее вписываются в огра­ниченные размеры шарошек. Они весьма чувствительны к пере­косам осей шарошек и цапф и при износе роликов нередко при­водят к заклиниванию шарошек на цапфах.

Подшипники скольжения способны принимать наибольшие на­грузки. Однако эффективны они только при невысоких частотах вращения долота, когда трущиеся поверхности шарошек и цапф и соседних роликовых и шариковых подшипников сильно не на­греваются.

Шарошечные долота изготавливают в безкорпусном и корпусном исполнении, до 269,9 мм – безкорпусные. Состоит: лапа: цапфа и лапа, на лапу – шарошка, цапфа – опора, на которую собирается шарошка. Ø: 138,7; 158,7; 161,0; 190,5; 200,0; 215,9; 222,3; 245,3; 250,8; 269,9; 295,3; 311,1; 349,2; 393,7; 444,5.

Типы долот: М; МЗ; МС; МСЗ; С; СЗ; СТ; Т; ТК; ТЗ; ТКЗ; К; ОК.

Вооружение: шарошечные долота по вооружению подразделяются на фрезированные зубья и твердосплавные зубки. Долота для разбуривания абразивных (З), К и ОК пород оснащаются твердосплавными зубками. Фрезированный зуб отличается углом при вершине, высотой зуба, шагом зуба. От мягких к крепким породам угол увеличивается, высота зуба уменьшается, шаг увеличивается. Смещение оси шарошек относительно оси долота позволяет одновременно с вращением шарошки проскальзывать зубьям долота по забою: для К и ОК: смещение – min; для мягких – max (до 10 мм).