§ 3. Конструкции и типоразмеры долот с твердосплавным вооружением

Бурение скважин с разрушением породы по всей площади дна скважины (без керна) осуществляется долотами, имеющими вооружение из твердых сплавов режущего действия (РД), режуще- скалывающего действия (РСД), режуще-истирающего (РИД) или комбинированного действия.

Долота режущего действия (рис. 1.9) или лопастного типа применяются при бурении в рыхлых несвязных и связных мягких

Рис. 1.9. Долота режущего действия для бескернового бурения:

а — лвуулопасткое долото типа М (ЗДР-1Э2МС); 6 — двухлопастное долото типа М конструкции СКВ НПО «Геотехника»

породах I—IV категорий по буримости с удалением продуктов разрушения гидравлическим или пневматическим способом. Рабочей частью Таких долот является одна, две или три лопасти со сплошными лезвиями (режущими элементами), имеющими определенную конфигурацию. Лезвия лопастных долот могут быть в виде прямой линии с внутренним или внешним углом наклона Див виде искривленной линии (вогнутой или выпуклой), а также могут быть непрерывными и прерывными —с рассечками, а лопасти — с угловым смещением или пересекающимися. Широкое распространение в практике бурения скважин имеют одно- и двух- лопасные долота типа М для бурения скважин в мягких породах и типа МС для бурения в породах мягких и средней твердости. Для повышения эффективности работы такие долота могут быть снабжены струйными или гидромониторными насадками.

Конструктивными элементами долот режущего действия являются (см. рис. 1.9): корпус 1 с присоединительной резьбой, одна, две или три лопасти 2 с режущими элементами в виде лезвий, вооруженных резцами 4, 5, и циркуляционные каналы 3. Лезвиям лопастных долот режущего действия придают рациональные углы приострения а и резания /3 в соответствии с характером разрушаемых пород: при бурении в мягких породах рекомендуются положительные углы резания /? = 70°, в породах средней твердости Р = 75°, а в более твердых /? = 85°. Угол приострения у таких долот обычно составляет 80—85°. Для повышения стойкости режущую кромку лезвий таких долот укрепляют твердыми сплавами наваркой в несколько слоев или вставкой резцов различной формы. Для прохода промывочной жидкости в корпусе долот есть два отверстия, в которые могут быть вставлены гидромониторные насадки.

Разработан целый ряд долот режущего действия: 1ДР-151М, 2ДР- 112М, ЗДР-1Э2М, 1ДР/112МС, 1ДР-151МС, 14ДР-112МС и др.

Лопастные долота типа М, имеющие лезвия вогнутой формы с угловым смещением <р (см. рис. 1.9, а), предназначены для бурения мягких абразивных пород.

Лопастные долота РД типа МС также с угловым смещением лезвий предназначены для бурения мягких пород с пропластками пород средней твердости и включениями твердых (глины с прослойками песчаников, известняков, алевролитов, туфов, а также с включением галечников, галечно-щебенистых образований и др.). При бурении в таких условиях долото должно иметь повышенную способность выдерживать нагрузки, особенно ударного действия, возникающие при встрече твердых включений. Отдельные элементы лезвий имеют разное угловое смещение. В результате между ними образуются пространства, через которые проходят потоки промывочной жидкости, удаляющей продукты разрушения.

Разновидностью долот РД является двухлопастное долото типа ЗДР-1Э2МС конструкции СКВ НПО «Геотехника», предназначенное для бурения в породах мягких и средней твердости малоабразивных I—IV категорий по буримости. Кроме того, к числу таких долот относятся долота 6ДР-132МС, 7ДР-93МС, имеющие по одной основной и калибрующей лопасти, а также долота пикообразной формы — пикобуры различных конструкций.

Долота режуще-скалывающего действия или крупного скола имеют обычно сложную прерывисто-ступенчатую форму лезвий или оснащаются крупными резцами. Предназначены такие долота для разрушения хрупких пород 111—VI категорий по буримости. Ступенчатая форма лезвий или резцы обеспечивают наиболее эффективное разрушение пород в нескольких параллельных плоскостях. При этом резцы, работающие на уступах, скалывают крупные куски породы, что обеспечивает достаточно высокую стойкость таких долот и довольно низкие удельные энергозатраты на разрушение породы.

Долота режуще-истирающего (РИД) или фрезерующего действия (ДФ) предназначены для бурения скважин в породах средней и выше средней твердости с промывкой или продувкой. Долота этого типа имеют две и более лопасти или выступы-ребра, оснащенные резцами из твердых сплавов или из сплава славутич призматической, пластинчатой или цилиндрической формы. Рабочие органы таких долот оснащаются многорядным вооружением.

К числу долот РИД относятся долота ФР, ДФ6, БФ1 конструкции ГрозНИИ, 2ДИР-11 конструкции АзИНМАШа, долота ИСМ конструкции Института сверхтвердых материалов и др.