Конструкція і принцип дії бурових головок і розширювачів свердловин.

В залежності від ґрунтових умов застосовують різні типи бурових головок. Головки для м’яких ґрунтів виконані у вигляді коронок, армованими на різьбі твердими наконечниками. Коронки молоткового і широченного типу використовують для буріння твердих порід. Вибір бурової коронки визначається вибором розміру сопел для оптимізації гідравлічної сили в точці різання. Широченні бури МТ мають роликовий корпус і розроблені для м’яких порід. Бурові коронки ТСІ мають вставки із карбіду вольфраму і призначені для дуже твердих порід. Бурові коронки МТ більш економічні і виготовлені для порід із силами компресій більше 138кПа. Разом з тим, термін служби коронок МТ не великий. Коронки армуються соплами для подачі бурового розчину. Сопла вибираються так, щоб оптимізувати роботу двигуна і гідравлічну силу по буровій коронці. Вибір сопел визначається в залежності від розроблюваної породи.

Коронка з плоскою поверхнею і при піднятим соплом має кривий хвостовик з нахилом 1,5%. Плоскі коронки добре працюють при бурінні м’яких і дуже м’яких порід.

Лопатеві коронки використовують для буріння дуже м’яких порід і ґрунту. Ці коронки мають три або чотири лопаті, які армуються ріжучими пластинами із карбіду і вольфраму. В залежності від застосування вони можуть мати або не мати сопла для подачі бурового розчину. При роботі на твердих породах вони швидко зношуються, тому їх застосовують на породах з силами компенсації менше 4,1МПа для гравію розміром менше 19мм.

Бурові коронки PDK армуються полікристалічними алмазами. Ці коронки використовують при роботі по гравію, проте вони досить дорогі.

Для розширення пілотної свердловини використовують бури-розширювачі. Вони також мають різноманітне виконання в залежності від умов роботи. Діаметр готової свердловини перевищує діаметр пілотної свердловини в 3…6 раз.

При розширенні свердловини в м’яких породах і ґрунтах використовують лопатеві розширювачі. Лопаті різного діаметру на буровій головці встановлюють у вигляді переривистого шнеку. Кромки лопатей оснащені зубцями і соплами для подачі бурового розчину.

Фірми IDS випускає для різних умов роботи набір розширювачів.

Розглянемо пристрій і призначення деяких розширювачів. Розширювач типу летючий ніж має центральний стержень для підключення до бурової системи. На стержні напаяні три-чотири перекладини, які підтримують зовнішні кільця. Діаметр кільця визначає діаметр свердловини. Ріжучі зубці розміщують і на зовнішньому кільці і на перекладинах, що забезпечує ріжучий ефект. Сопла в різних орієнтаціях розташовують на перекладинах і на зовнішньому кільці.

Літаючий ніж використовують при роботі на ґрунтах легкої і середньої фармації з максимальною силою компресії до 6,9МПа.

Розширювач циліндричного типу має центральний стержень для підключення до бурової системи. Сопла розміщують по поверхні розширювача вздовж ріжучих зубців в різноманітному напрямі і різного типу. Деякі розширювачі мають насадки сопел з задньої сторони для того, щоб обмежити можливу скребкову дію розширювача. Розширювачі добре працюють у м’яких породах, залишаючи за собою чисту свердловину. Ці розширювачі можуть працювати ззаду летючого ножа, щоб змінити напрямок бурового розчину і чистити свердловину. Крім цього ці розширювачі використовують для витискування зруйнованого матеріалу із свердловини.

Розширювач нульового типу мало чим відрізняється від циліндричного розширювача і використовується при роботі в більш твердих ґрунтах, в тому числі грунти, які включають в себе граніт. Застосовують його і для витискування зруйнованої породи.

Розширювачі з широченними бурами мають центральний стержень, вздовж якого розташовані шарошки для різання породи. Зазвичай шарошки знаходяться всередині тримачів. Шарошки мають твердий захист із вольфраму, який приварюється вздовж всієї поверхні на ножній шарошці. Це призводить до того, що знос і поломки шарошки мають місце тільки зі сторони, яка контактує з трубою. Стержень за шарошками має 19 або 22мм проходу для подачі бурильного розчину. Більша частина шарошок має сопла. Сопла зазвичай звичайного розміру і забезпечують зону потоку розчину більше розміру стержня. Стержень виготовляють із сталі, а сопла – із карбіду вольфраму.

Розширювачі з шарошками ТСІ, як і бурильні коронки з роликовими корпусами, мають багато вставок. Вставку виконують із карбіду вольфраму, що дозволяє розробити грунт різної міцності.

Розширювачі свердловини типу юли складаються із двох концентричних поверхонь, які змонтовані по обидві сторони стержня. При обертанні стержня кожна сторона обертається незалежно від одної. Зносостійкісні різці встановлюються в насвердлені отвори поверхні. Ці розширювачі використовують при роботі на м’яких ґрунтах.

Пит. № 50