библиотека нефтяника / Буровое оборудование 2 / Глава 1

Рис. 1.21. Трехшарошечные долота ОАО « СМЗ» секционной конструкции:

à – III 349,2 Ì-ÖÂ; á – III 393,7 Ì-ÖÂ

рукцию с присоединительной резьбой – муфта З-171 или ниппель З-177 (рис. 1.22).

Все долота выполнены с негерметизированной опорой качения. Шарошки долот диаметрами от 295,3 до 490 мм оснащены фрезеро-

ванными или литыми стальными зубьями, составляющими единое целое с

Рис. 1.22. Трехшарошечные долота ОАО « СМЗ» корпусной конструкции:

à – III 393,7 Ì-ÖÃÂ; á – III 444,5 Ñ-ÖÃÂ

33

Ò à á ë è ö à 1.10

Технические характеристики долот, выпускаемых ОАО « СМЗ»

34

корпусом шарошки. В долотах предусмотрены: твердосплавное карбидвольфрамовое армирование зубьев, калибрующих конусов и затылочной части лап и центральная или комбинированная гидромониторная промывка. Эти долота предназначены для мягких, средних и твердых пород.

Íà ðèñ. 1.22, à изображено долото типа III 393,7 М-ЦГВ, шарошки которого оснащены 113 крупными фрезерованными (литыми) зубьями, боковые и торцевые поверхности которых армированы твердым сплавом. Обратные конусы шарошек, образующие диаметр долота, также армированы твердым сплавом. Опоры шарошек этого долота состоят из трех подшипников: двух роликовых и одного шарикового (замкового).

Для подачи бурового раствора на забой в корпусе долота предусмотрены три отверстия, на выходе которых установлены сменные минералокерамические насадки. Промывочные отверстия расположены: одно в центральной части корпуса, а два – на периферийной части в удлиненных патрубках, приближенных к забою.

Долота диаметрами 444,5 и 490 мм выполняются со штыревым вооружением для бурения пород твердых и средней твердости. Режущая структура с карбид-вольфрамовыми штырями обеспечивает длительный ресурс эксплуатации долота при бурении самых абразивных пород; обратные конуса шарошек армированы твердосплавными штырями с плоским торцом. Долота выполнены с комбинированной схемой промывки забоя и имеют корпусную конструкцию с присоединительной резьбой – муфта З-171. У долот типа III 445,5 С-ЦГВ (рис. 1.22, á) для промывки забоя предусмотрены: сопло со щелевыми прорезями, ориентированными в пространство между шарошками, два боковых патрубка, направленных вниз, и один эжекционный патрубок, направленный вверх.

Конструкция вооружения долот III 490 С-ЦВР и III 490 ТЗ-ЦВР.9 максимально учитывает специфику реактивно-турбинного и реактивнороторного бурения: в первом – шарошки оснащены или литыми стальными зубьями, составляющими единое целое с корпусом шарошки и армированными карбид-вольфрамовым твердым сплавом; во втором – твердосплавными зубками клиновидной формы. Долота имеют корпусную конструкцию с присоединительной резьбой – муфта З-171 и в них предусмотрена центральная промывка забоя скважины.

По согласованию с потребителем в долотах всех типов дополнительно выполняются: заправка опор самотвердеющей смазкой, наплавка калибрующих конусов шарошек и затылочной части лап методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза износостойкими композиционными материалами, установка на корпусные долота переводников под резьбу – ниппель З-177 и установка на долота с центральной промывкой центрального промывочного узла, оснащенного крупногабаритной патентованной минералокерамической насадкой.

Основные параметры долот, выпускаемых ОАО «СМЗ», приведены в табл. 1.10.

ТРЕХШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА ОАО НПО

«БУРОВАЯ ТЕХНИКА» (б. ВНИИБТ)

ÂОАО НПО «Буровая техника» разработаны и изготавливаются трехшарошечные долота для бурения скважин на нефть и газ, а также долота для горнорудного бурения (рис. 1.23).

35

Рис. 1.23. Трехшарошечные долота ОАО НПО « Буровая техника»

Выпускается широкая гамма конструкций долот для бурения пород от мягких (М) до очень крепких (ОК): с фрезерованным, комбинированным и твердосплавным вооружением; с открытыми и герметизированными маслонаполненными опорами; с центральной и периферийной симметричной и асимметричной промывкой; с твердосплавными насадками и с удлиненными, приближенными к забою насадками из специальных сплавов (табл. 1.11).

36

Размерный ряд выпускаемых долот включает диаметры от 120,6 до 295,3 мм.

Трехшарошечные долота изготавливаются в ОАО НПО «Буровая техника» и с привлечением новых технологий конверсионного производства.

37

Наиболее ответственные и повышенной сложности операции (изготовление шарошек, сборка долот и заполнение герметизированной системы смазкой) осуществляются с использованием новых запатентованных технологий, обеспечивающих более высокие нормы точности долота в сборе: допуск по диаметру +0,8 мм, разновысотность шарошек относительно упорного торца присоединительной резьбы – не более 0,6 мм, радиальное биение шарошек относительно оси резьбы – не более 0,6 мм.

Новые материалы и конструктивные решения, внесенные практически во все элементы долот, в сочетании с высокоточной технологией их изготовления обеспечивают получение высоких показателей работы долот при частоте вращения до 200 об/мин.

Основные технические характеристики этих долот приведены в табл.

1.12.

1.1.2. ДВУХШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА

Двухшарошечные долота выпускаются ОАО «Уралбурмаш» как с фрезерованными зубьями (типов II 93 С-ЦВ, II 112 М-ЦВ, II 112 С-ЦВ-1, II 132 М-ЦВ), так и со вставными твердосплавными зубками сферической формы (типа II 93 К-ЦВ).

Для подачи бурового раствора на забой скважины в корпусе долот всех типов предусмотрено центральное отверстие круглого сечения.

Опоры шарошек долот диаметром 93 мм типов С (рис. 1.24) и К состоят из трех подшипников – двух скольжения и одного шарикового (замкового), опоры шарошек долот диаметром 112 мм типов М-ЦВ и С-ЦВ (рис. 1.25) состоят из трех подшипников – скольжения, шарикового (замкового) и роликового; опоры шарошек долот диаметром 132 мм типа М-ЦВ (рис. 1.26)

Рис. 1.24. Двухшарошечное долото типа II 93 С-ЦВ-2 ОАО « Уралбурмаш»

38

Рис. 1.25. Двухшарошечные долота типов II 112 М-ЦВ (а) è II 112 Ñ-ÖÂ-1 (á) ОАО « Уралбурмаш»

Рис. 1.26. Двухшарошечное долото типа II 132 М-ЦВ ОАО « Уралбурмаш»

39

состоят из трех подшипников – двух шариковых (один из них замковый) и роликового.

Все зубья и поверхности шарошек долот, образующие диаметр долота с фрезерованным вооружением, наплавлены твердым сплавом, который предохраняет их от истирания и способствует сохранению диаметра долота при бурении скважин.

1.1.3. ОДНОШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА

Одношарошечные долота обладают очень важным для бурения глубоких скважин положительным свойстом – кратно большей мощностью лапы и шарошки, прочностью опоры и тел качения по сравнению с мощностью всех трех лап, шарошек и опор трехшарошечного долота идентичного диаметра. Такое техническое решение обеспечивает предотвращение аварий одношарошечного долота из-за выхода из строя опоры и тел качения и практически исключает оставление единственной шарошки на забое, что имеет особое значение при бурении на больших глубинах, в то время как оставление шарошек на забое при использовании трехшарошечных долот – явление частое.

Отрицательное свойство этих долот заключается в том, что они эффективны в основном при бурении абразивных пород средней твердости, поскольку сильно заостренные копытообразные зубки при соскребании породы со стенок сферического забоя скважины обеспечивают достаточно высокую механическую скорость бурения только до затупления или скола режущей кромки.

Другое отрицательное свойство серийных одношарошечных долот состоит в том, что полное перекрытие забоя из-за сложного планетарного движения режущих кромок зубков относительно его полусфери- ческой поверхности происходит только после 18–20 полных оборотов [49].

ОАО «Уралбурмаш» освоил производство одношарошечных долот типов I 161 СЗ-Н и 139,7; 161; 190,5; 215,9 типа СЗ-АУ.

Долото I 161 СЗ-Н (рис. 1.27) предназначено для бурения в абразивных породах средней твердости. Опора шарошек долота диаметром 161 мм типа СЗ состоит из трех подшипников скольжения и двух шариковых подшипников, один из которых замковый. Шарошка оснащена 64 твердосплавными зубками, которые расположены по двухзаходной спирали. Для подачи бурового раствора на забой в корпусе долота предусмотрено наклонное промывочное отверстие круглого сечения, а на корпусе шарошки выполнены дополнительные продольные пазы.

Долота типов I 139,7 СЗ-АУ, I 161 СЗ-АУ, I 190,5 СЗ-АУ и I 215,9 СЗ-АУ также предназначены для бурения абразивных пород средней твердости. Герметизированные маслонаполненные опоры этих долот состоят из трех подшипников скольжения и одного шарикового (замкового) подшипника (рис. 1.28). Шарошки указанных долот оснащены твердосплавными зубками с заостренной копытообразной рабочей поверхностью соответственно в количестве 54, 63, 50 и 51.

Для принудительной подачи смазки в опору в корпусе лапы предусмотрен маслонаполненный резервуар с уравнивателем давления и система каналов, соединяющих резервуар с полостью опоры. Герметизация внут-

40

ренней полости шарошки у ее торца осуществляется с помощью резинового кольца круглого сечения.

Для подачи бурового раствора на забой в корпусе долота предусмотрено наклонное промывочное отверстие круглого сечения, а на корпусе шарошки выполнены дополнительные продольные пазы.

ОАО «Уралбурмаш» освоил производство одношарошечных развальцевателей диаметрами от 120 до 157 мм, предназначенных для развальцевания профильных перекрывателей, разработанных совместно с институтом ТатНИПИнефть, с целью реализации технологии крепления скважин в осложненных геолого-технических условиях.

ОАО «Волгабурмаш» выпускает одношарошечные долота типа I 190,5 СЗ-АУ и I 215,9 СЗ-АУ (рис. 1.29), предназначенные для бурения абразивных пород средней твердости.

Шарошка долота выполнена в виде сферы большого диаметра, которая оснащена крупными твердосплавными зубками копытообразной формы.

Герметизированная маслонаполненная опора этих долот выполнена по схеме: подшипник скольжения – шариковый (замковый) подшипник – подшипник скольжения – упорный шариковый подшипник – концевой подшипник скольжения.

Подача бурового раствора на забой осуществляется с помощью наклонного промывочного отверстия круглого сечения, а на корпусе шарошки профрезерованы продольные пазы.

41

Рис. 1.29. Одношарошечные долота типов I 190,5 СЗ-АУ (а) è I 215,9 ÑÇ-ÀÓ (á) с герметизированными маслонаполненными опорами ОАО « Волгабурмаш»

ОАО «Волгабурмаш» производит также патентоспособный буровой инструмент (одношарошечные долота-расширители типа ОДР, одношарошечные развальцеватели типа ОРШ, раздвижные расширители типа РРМ, секционные развальцеватели типа РШ) для осуществления новой технологии бурения скважин, предназначенной для упрощения конструкции скважины путем проводки ствола долотом одного размера без установки целого ряда традиционно принятых промежуточных обсадных колонн. Этот буровой инструмент предназначен как для последовательного расширения уже пробуренного ствола скважины в породах от мягких до твердых, так и для бурения с одновременным расширением до увеличенного диаметра.

Единственная шарошка одношарошечного долота-расширителя типа ОДР (рис. 1.30), выполнена в виде сферы большого диаметра, усеченной цилиндром меньшего диаметра, ось которого совпадает с осью присоединительной резьбы долота. И цилиндрическая, и сферическая поверхности оснащены крупными твердосплавными копытообразными зубьями.

Цилиндрическая поверхность шарошки в момент совпадения ее оси с

42