§ 4. Алмазные долота

Алмазные долота (рис. 1-17), применяемые для бурения скважин сплошным забоем, представляют собой цельный стальной корпус с присоединительной конической муфтовой или ниппельной резьбой. Относятся они к доло­там микроскалывающего типа, в которых ал­мазы разрушают породу. Рабочая фасонная поверхность их выполнена из порошкообраз­ного или зернистого твердого сплава, пропи­танного твердым припоем и спаянного со стальным корпусом. Эта поверхность снабжена каналами, служащими для протока промывоч­ной жидкости к режущим граням. На ее по- Рис. 1-17. Внешний верхности алмазы располагаются в один слой вид алмазного долота. таким образом, что силуэт их перекрывает

диаметр долота, в результате удельная работа разрушения на долю каждого алмаза приходится одинаковой.

Диаметры алмазных долот на 1,5—2,5 мм меньше диаметра ша­рошечных и лопастных долот тех же номинальных размеров. Алмазные

41

долота выполняются с различной формой рабочей головки и си­стемой промывочных устройств.

Рабочая часть в зависимости от назначения долот выполняется весьма разнообразно {рис. 1-18): с плоским торцем, выпуклым, вы­пукло-вогнутым, выпукло-конусным, двоякоконусным, ступенчато-конусным и комбинированными.

Для бурения хрупкоггластичных осадочных пород в основном применяются алмазные долота с центральной частью головки, пред­ставляющей вогнутую поверхность с формой конуса или полусферы с каналами для подачи промывочной жидкости. Такая форма головки образует на забое конический выступ, который центрирует положе­ние долота, а также обеспечивает разрушение центральной части забоя в результате периодического слома и дробления образовав­шегося выступа.

а б в г д е ж з

Рис. 1-18. Профили алмазных долот.

а — плоский; б — выпуклый; е — вогнутый; г — выпукло-вогнутый; О — выпукло-конусный; е — двоякоконусный; ж — стуленчатоконусный; а —

комбинированный.

Периферийная часть алмазного долота представляет собой сфе­рическую поверхность, переходящую с боковых сторон в цилиндри­ческую, обеспечивающую калибровку скважины по диаметру.

Форма промывочных каналов и пх сечение выполняются так, чтобы обеспчивались хорошее удаление частиц выбуренной породы, охлаждение и очистка рабочей части головки долота, а размеры каналов выбираются с таким расчетом, чтобы скорость промывочной жидкости была в пределах 20—30 м/сек.

Рабочая поверхность долота оснащается алмазами различной величины: размеры их калибрующей части 0,1—0,25 карата; торцо­вых поверхностей -- 0,2—0,34 карата и конусных поверхностей — 0,1-0,25 карата¹.

Количество зерен алмазов, устанавливаемых на поверхности долота диаметром 140 мм, составляет от 1000—1100, в 212-жм доло­тах — до 2000. На одно долото расходуется от 200 до 700 карат.

Корпус алмазного долота изготовляется из конструкционной углеродистой или хромистой стали марки 40Х с содержанием угле­рода 0,35—0,4%.

Истирающе -скалывающие и фрезерные долота

Для бурения пластичных пород средней твердости применяют истирающе-скалывающие и фрезерные долота.

¹ Один карат равен по весу 0,2 г.

42

Такие долота состоят из корпуса и приваренных к нему лопастей с широкими лезвиями. Торец лезвий армирован стержнями из твер­дого сплава или мелкими алма­зами (0,05—0,1 карата), переме­шанными с порошком карбида, вольфрама, релита и меди, слу­жащим матрицей рабочей части долота. Стержни и алмазы армиру­ются в несколько рядов.

На рис. 1-19 показано шести-лопастное долото истирающе-ска­лывающего типа, а на рис. 1-20 долото фрезерного типа с торца­ми лопастей, снабженными в не­сколько, рядов штырями из твер­дого сплава.

При бурении мягких пород до­лота фрезерного- типа работают

Рас. 1-19. Истирающе-скалывающее шестилопастное долото.

Рис. 1-20. Фрезерное долото.

как лопастные, осуществляя своими гранями скалывание породы. а при прохождении более твердых пропластков долото истирает и частично скалывает породу. По мере износа первого ряда зубьев в работу вступает второй и т. д. ряды. Вследствие трудности созда­ния высоких удельных давлений на породу долота этих типов имеют весьма ограниченное применение.