МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

Ф.Ф. Фатхудинов

А.А. Джаратов

ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Учебное пособие

по дисциплине «Разрушение горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин»

для студентов, обучающихся по специальности 130504.65

«Бурение нефтяных и газовых скважин»

очной, очно-заочной, заочной формам обучения

Альметьевск 2007

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

Ф.Ф. Фатхудинов

А.А. Джаратов

ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Учебное пособие

по дисциплине «Разрушение горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин»

для студентов, обучающихся по специальности 130504.65

«Бурение нефтяных и газовых скважин»

очной, очно-заочной, заочной формам обучения

Альметьевск 2007

УДК. 622.24

Фатхудинов Ф.Ф.

Джаратов А.А.

Породоразрушающий инструмент: Учебное пособие по дисциплине «Разрушение горных пород при бурени нефтяных и газовых скважин» для студентов, обучающихся по специальности 130504.65 «Бурение нефтяных и газовых скважин» очной, очно-заочной, заочной формам обучения – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2007. - 70с.

Учебное пособие разработано с учетом развития теории и практики в области механики разрушения горных пород и породоразрушающего инструмента. Большое внимание уделяется механизму разрушения горных пород, различным типам долот, изнашиванию вооружения долот при бурении. Приведены размеры и шифры, коды износа, системы промывки долот. Пособие содержит полезные и необходимые материалы по породоразрушающим инструментам, в частности долотам.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 130504.65 «Бурение нефтяных и газовых скважин» очной, очно-заочной, заочной формам обучения, а также может быть полезно инженерно-техническим работникам нефтегазодобывающих и геологоразведочных предприятий.

Илл. 71 , табл. 4, библ. 8.

Печатается по решению учебно-методического совета АГНИ.

Рецензенты:

1. Студенский М.Н. – заместитель генерального директора ОАО «Татнефть» по бурению, директор ООО «Татнефть-Бурение».

2. Файзуллин В.А. - заместитель заведующего кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» по научной работе, кандидат геолого-минералогических наук, доцент.

3. Юсупов И.Г. - главный специалист ТатНПИнефть, доктор технических наук, профессор.

© Альметьевский государственный

нефтяной институт

Введение

Разрушение горных пород является основной операцией при добыче и переработке полезных ископаемых. В России за год разрушают несколько миллиардов кубических метров горных пород и перерабатывают более миллиарда тонн полезных ископаемых. На разрушение тратится до 30% электрической энергии, вырабатываемой ежедневно в России, миллион тонн износостойких сталей и сплавов. Капитальные вложения, связанные с разрушением горных пород составляют более 35% таковых в промышленности.

Предметом дисциплины «Разрушение горных пород при бурении скважин» является – изучение механических процессов в горных породах при бурении скважин, а также конструкций, работы и изнашивания породоразрушающих инструментов. Буровые предприятия России решают проблему улучшения технико-экономических показателей буровых работ за счет оптимизации технологии и технического перевооружения отрасли, в том числе за счет улучшения существующих и создания новых конструкций породоразрушающих инструментов.

Задачи дисциплины: создание теоретической и экспериментальной базы для изучения следующих разделов «Технология бурения нефтяных и газовых скважин», формирование знаний, необходимых инженеру-технологу по бурению для предвидения механических процессов и явлений в скважинах, и окружающих ее горных породах в условиях ограниченной информации.

В данном пособии рассматриваются шарошечные долота, конструкции и терминология. В зависимости от геологических условий и назначения скважин шарошечные долота применяются при бурении вертикальных и наклонных скважин. Эффективность использования шарошечных долот в процессе углубления скважины в значительной степени определяется правильностью выбора для конкретных условий бурения, для каждого рейса такого типа долота, соответствующего свойствам проходимых горных пород и в сочетании с оптимальными параметрами режима бурения обеспечивает получение максимальной эффективности бурения скважин.

Анатомия шарошечных долот

Породоразрушающий инструмент

Основным породоразрушающим инструментом при бурении являются буровые долота. Долота делятся по:

а) назначению:

- для сплошного бурения

- для бурения с отбором керна

б) исполнению:

- пикообразные

- лопастные

- торцовые (фрезерные)

- шарошечные

в) воздействию на породу:

- режуще - скалывающего типа (лопастные)

- дробяще - скалывающие типа (шарошечные)

- режуще - истирающего типа (ИСМ, алмазные)

1. Основной объем бурения в РОССИИ производится шарошечными долотами. В соответствии с ГОСТ 20692-75 шарошечные долота изготавливаются следующих типов (см. табл. № 1)

Таблица № 1

Тип долота	Геологические условия проходки	Исполнение шарошки
М	Бурение мягких пород	С фрезерованными зубьями*
МЗ	Бурение мягких абразивных пород	Со вставными твердосплавными зубками**
МС	Бурение мягких пород с пропластками пород средней твердости	С фрезерованными зубьями
МСЗ	Бурение мягких абразивных пород с пропластками пород средней твердости	С фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками
С	Бурение пород средней твердости	С фрезерованными зубьями
СЗ	Бурение абразивных пород средней твердости	Со вставными твердосплавными зубками
СТ	Бурение пород средней твердости с пропластками твердых пород	С фрезерованными зубьями
Т	Бурение твердых пород	С фрезерованными зубьями
ТЗ	Бурение абразивных твердых пород	Со вставными твердосплавными зубками
ТК	Бурение твердых пород с пропластками крепких пород	С фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками
ТКЗ	Бурение твердых абразивных пород с пропластками крепких пород	Со вставными твердосплавными зубками
К	Бурение крепких пород	Со вставными твердосплавными зубками
ОК	Бурение очень крепких пород	Со вставными твердосплавными зубками

* - фрезерованные зубья - выполнены за одно целое с телом шарошки

** - вставные твердосплавные зубки - обычно карбит-вольфрамовые вставки