библиотека нефтяника / Буровое оборудование 2 / Глава 1

Рис. 1.30. Одношарошечное долото-расширитель типа ОДР ОАО « Волгабурмаш»

осью резьбы обеспечивает транспортное положение – долото с таким положением шарошки проходит в скважину без вращения ротором до заданного интервала расширения скважины или забоя. При вращении ротором долота-расширителя его диаметр увеличивается, становится равным наибольшему. Перед спуском и по окончании расширения или бурения ствола шарошка с помощью специального механизма фиксируется в транспортном положении, при котором легко проходит в скважину при спуске или подъеме.

Опора одношарошечных долот-расшири- телей типа ОДР унифицирована с опорой одношарошечных долот и выполнена герметизированной и маслонаполненной по схеме: подшипник скольжения – шариковый (замковый) – подшипник скольжения – упорный шариковый – концевой подшипник скольжения.

Основные параметры одношарошечных долот-расширителей типа ОДР приведены в табл. 1.13.

Одношарошечные развальцеватели типа ОРШ (рис. 1.31) предназначены для развальцевания и калибрования внутренних поверхно-

стей профильных перекрывателей при установке их в скважине. Наружная поверхность единственной шарошки выполнена сферической. Вдоль образующей сферы выполнены пазы, которые служат для прохода промывоч- ной жидкости и охлаждения шарошки от перегрева в процессе развальцевания перекрывателя, а также ограничивают и формируют площадь контактной поверхности шарошки с перекрывателем, необходимую для создания требуемой по расчету величины удельной нагрузки, позволяющей обеспечить процесс развальцевания.

Для повышения износостойкости контактирующих поверхностей шарошки от износа при трении с развальцовываемой поверхностью перекрывателя они могут наплавляться износостойким материалом.

Рис. 1.31. Одношарошеч- ные развальцеватели с герметизированной маслонаполненной опорой типа ОРШ ОАО « Волгабурмаш»

Ò à á ë è ö à 1.14

Технические характеристики одношарошечных развальцевателей типа ОРШ ОАО « Волгабурмаш»

Опора одношарошечных развальцевателей также унифицирована с опорой одношарошечных долот и выполнена герметизированной и маслонаполненной по схеме: подшипник скольжения – шариковый (замковый) подшипник – подшипник скольжения – упорный шариковый подшипник – концевой подшипник скольжения.

Одношарошечные развальцеватели типов ОРШ-196, ОРШ-208, ОРШ-216, выпускаемые ОАО «Волгабурмаш», предназначены для развальцевания профильных перекрывателей типов ПП 216 и ПП 216У при установке их в скважине.

Основные параметры одношарошечных развальцевателей типа ОРШ приведены в табл. 1.14.

44

1.2. ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА ДРУГИХ КОНСТРУКЦИЙ

К долотам других конструкций относятся: долота для бурения скважин со сменными породоразрушающими секциями и многошарошечные долота для бурения скважин большого диаметра, созданые в ОАО НПО «Буровая техника», четырехшарошечные долота производства ОАО «Уралбурмаш», шарошки для разбуривателя восстающих выработок ОАО «Волгабурмаш».

1.2.1. ДОЛОТО СО СМЕННЫМИ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИМИ СЕКЦИЯМИ

Долото этого типа (рис. 1.32) предназначено для бурения нефтяных и газовых скважин большого диаметра (до 660 мм) с промывкой буровым раствором. Долото состоит из корпуса с закрепленными на нем секциями с помощью стопорных и крепежных узлов и шарошками. Секции выполнены с хвостовиками, в которых имеется коническая замковая резьба.

Стопорный узел представляет собой ступень с граненой наружной поверхностью на хвостовике, размещенную в граненом отверстии в корпусе. Гайка крепежного узла имеет граненый хвостовик. Резьба гайки кониче- ская замковая. В промывочных каналах на корпусе вставлены насадкодержатели, которые имеют возможность выполнения установочных поворотов и демонтажа. В насадкодержателях могут быть установлены по одной или несколько гидромониторных насадок. Насадки могут быть установлены как по нормали к поверхности забоя, так и под углом к оси долота с возможностью демонтажа.

Рис. 1.32. Схема долота со сменными породоразрушающими секциями для бурения нефтяных и газовых скважин большого диаметра (до 660 мм) ОАО НПО « Буровая техника» :

1 – корпус; 2 – породоразрушающие секции; 3 – граненное отверстие; 4 – резьбовое соединение; 5 – крепежный узел; 6 – хвостовик

45

1.2.2. МНОГОШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Многошарошечное долото (рис. 1.33) предназначено для бурения нефтяных и газовых скважин большого диаметра (до 555 мм) с промывкой буровым раствором. Долото состоит из центрально расположенной трубы 1, жестко связанной с верхней 2 и нижней 6 плитами, образующими корпус.

Рис. 1.33. Схема многошарошечного долота для бурения скважин большого диаметра (до 555 мм) ОАО НПО « Буровая техника» :

1 – труба центральная; 2 – плита верхняя; 3 – ëàïà; 4 – шарошка; 5 – пилотдолото; 6 – плита нижняя; 7 – áîëò

На центрально расположенную трубу навернуто пилот-долото 5. На корпусе установлены лапы 3 с шарошками 4. Лапы выполнены в виде скоб с щеками, образующими продольный (относительно плоскости симметрии секции) паз с прямоугольным поперечным профилем. Между плитами 2 è 6 корпуса выполнены радиальные перемычки, ширина которых равна ширине продольного паза каждой лапы. Щеки лап 3 установлены между плитами 2 è 6 с охватом перемычек и возможностью радиального перемещения и фиксируются элементами крепления, выполненными в виде болтов 7 и гаек. Радиальные перемычки и щеки имеют ряд отверстий, размещенных на одном уровне и разнесенных с равным интервалом в радиальном направлении.

1.2.3. ЧЕТЫРЕХШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА

ОАО «Уралбурмаш» в 2000–2001 гг. разработаны, изготовлены и испытаны экспериментальные образцы четырехшарошечных долот диаметром 295,3 мм с целью формирования стабильного диаметра ствола при бурении скважины, что особенно важно для спуска обсадных колонн без осложнений.

46

1.2.4. ШАРОШКИ ДЛЯ РАЗБУРИВАТЕЛЯ ВОССТАЮЩИХ ВЫРАБОТОК

ОАО «Волгабурмаш» выпускает комплект сменных (из 8-ми штук) шарошек Ш-16 для разбуривателя типа 2КВ-А, предназначенных для разбуривания с диаметра 269,9 мм до диаметра 1500 мм при проходке восстающих выработок подземных рудников. Коэффициент крепости разбуриваемых пород f = 14 ч 16 (по шкале проф. М.М. Протодъяконова). Очистка забоя – воздухом или воздушно-водяной смесью.

Шарошка (рис. 1.34) состоит из оси, на которой смонтирован оснащенный твердосплавными зубками корпус. Для улучшения очистки и охлаждения на корпусе шарошки выполнены межвенцовые канавки. Вращение корпуса шарошки вокруг оси осуществляется с помощью подшипникового узла (ролик – шарик – ролик), с двух сторон герметизированного двойными уплотнениями. Предусмотрена возможность периодического обновления смазки подшипникового узла. Конструкция обеспечивает возможность быстрой замены изношенных шарошек на корпусе разбуривателя непосредственно в шахте.

Рис. 1.34. Шарошка для разбуривателя восстающих выработок ОАО « Волгабурмаш»

47

1.3. ДОЛОТА С АЛМАЗНЫМ И ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ВООРУЖЕНИЕМ

Алмазный буровой инструмент (АБИ) в соответствии с требованиями ГОСТ 26474–85 изготавливается пяти типов:

М – для бурения мягких пород; МС – для бурения мягких пород с пропластками пород средней твер-

дости; С – для бурения пород средней твердости;

СТ – для бурения пород средней твердости с пропластками твердых пород;

Т – для бурения твердых пород.

По конструктивному исполнению АБИ подразделяются на инструмент матричного вида и со стальным корпусом. В АБИ матричного вида природные, синтетические и другие породоразрушающие элементы закреплены в износостойком матричном слое способом порошковой металлургии.

ÂАБИ со стальным корпусом породоразрушающие элементы из композиционного материала, изготовленного на основе природных, синтетиче- ских алмазов и алмазно-твердосплавных материалов в виде пластин и цилиндров, закреплены в стальном корпусе с помощью пайки или запрессовки.

Âшифре АБИ матричного вида, оснащенных природными и синтети- ческими алмазами, используются следующие обозначения:

первая буква указывает вид инструмента (Д– долото алмазное для бурения сплошным забоем; К – бурильная головка алмазная для бурения с отбором керна, используемая совместно с керноотборным инструментом);

вторая (третья и четвертая) буква указывает на конструктивные особенности и способ армирования (Р – мелкие торовидные выступы на торцевой рабочей поверхности, Т – ступенчатая форма рабочей торцевой поверхности, И – импрегнированный способ армирования, АП – алмазная пластина, В – зарезное долото, С – синтетические алмазы, Ф – долотофрезер для прорезания окна в обсадной колонне);

цифры обозначают номинальный диаметр долота, наружный и внутренний диаметр бурильной головки (мм);

буквы после размера указывают тип АБИ, цифры – модификацию.

Âшифре АБИ со стальным корпусом используются следующие обозначения:

буква У указывает, что изготовителем является Дрогобычский долотный завод;

обозначение ИСМ (Институт сверхтвердых материалов) используется

âдолотах, изготовителем которых является Опытный завод ИСМ АН Украины;

цифры обозначают основные размеры инструментов (номинальный диаметр долота, наружный и внутренний диаметры бурильной головки);

буква после цифр обозначает тип АБИ; дополнительные буквы в шифре инструмента обозначают: А – долото

зарезное, РГ – режущее гидромониторное.

Âнастоящее время изготовлением долот алмазных и лопастных с твердосплавной износостойкой матрицей, оснащенных природными и синтетическими поликристаллическими алмазами типа СВС-П, а также алмаз-

48

но-твердосплавными пластинами и резцами типа АПТ и АТР, поликристаллическими синтетическими термостойкими алмазами типа ПСТА и комбинированным вооружением типа АТП+ПСТА рабочих поверхностей, занимаются ряд российских предприятий.

ОАО НПО « Буровая техника» разрабатывает алмазные долота-фре- зеры типов ДФС 139,7 СТ и ДФС 118 СТ. Они предназначены для вырезания окна в обсадной колонне диаметром 168 и 146 мм соответственно [31].

Долота оснащаются термостойкими синтетическими алмазами различ- ной формы и размера. С учетом жестких условий работы долота-фрезера по металлу разработана износостойкая матрица с новым пропитывающим сплавом.

Техническая характеристика и рекомендуемый режим бурения ДФС 139,7

Испытания ДФС 139,7 проведены в скважинах ¹¹ 141, 136 и 229 площади Дыш ОАО «Роснефть – Краснодарнефтегаз» под руководством технологов ЗАО «БКО-Инвест» с участием представителя разработчика. Режим прорезания окна проводился с клина со скосом 2,25°, с промывкой вначале водой, затем буровым раствором плотностью 1250 кг/м3 с параметрами: расход жидкости –12 л/с, частота вращения – 1–2 с–1 и нагрузка до 10 кН. Компоновки низа состояли из ДФС, овальных колонных райберов диаметром 142 мм, соединительных патрубков диаметром 89 мм. На эффективность прорезания окна через обсадную колонну и забуривания нового ствола существенно влияет состав компоновки низа бурильной колонны.

Затраты времени при испытаниях ДФС 139,7 СТ по трем скважинам следующие:

на прорезку окна – 7,33 ч; на забуривание нового ствола скважины по породе – 2,33 ч;

на проработку окна и нового ствола скважины – 8,33 ч.

Общие затраты времени (включая спуско-подъемные операции) на весь цикл работ с ДФС – около 24 ч.

ОАО НПО « Буровая техника» разрабатывает и изготавливает алмазные долота различных типов диаметрами от 104,8 до 295,3 мм с несколькими видами алмазных резцов, номенклатура которых приведена в табл. 1.15. На рис. 1.35 изображены общие виды долот, указанных в табл. 1.15.

Применение алмазных долот, оснащенных поликристаллическими алмазными резцами (АТР, СВС-П, ПСТА) и природными алмазами, обеспечи- вает увеличение проходки в 10–15 раз и рейсовой скорости в 1,5–2,0 раза по сравнению с трехшарошечными долотами в одинаковых геологотехнических условиях.

НПП « Азимут» разрабатывает и изготавливает различные типы долот с алмазным и твердосплавным вооружением:

долота лопастные с алмазным вооружением типа Л-РСА, армирован-

49

Ò à á ë è ö à 1.15

Номенклатура и классификация алмазных буровых долот по их назначению ОАО НПО « Буровая техника»

Примечание. МА – малоабразивные породы; СА – среднеабразивные породы; ВА – высокоабразивные породы; ДВС – долото зарезное; ДФС – долото-фрезер для прорезания окна в обсадной колонне.

ные алмазно-твердосплавными пластинами, предназначены для бурения скважин сплошным забоем нефтяных и газовых скважин в мягких и средних малоабразивных породах (рис. 1.36);

долота с алмазным вооружением типов РСА, РСГА, армированные ал- мазно-твердосплавными пластинами, предназначены для бурения сплошным забоем нефтяных и газовых скважин в мягких и средних малоабразивных породах типа РСА и горизонтальных участков стволов скважин типа РСГА (рис. 1.37);

долота с твердосплавным вооружением типов РСТ, Л-РСТ предназна- чены для бурения сплошным забоем нефтяных и газовых скважин в мяг-

50

б

а

в

д

Рис. 1.35. Алмазные долота ОАО НПО « Буровая техника» :

à – типов ДК… С; ДИ… С; ДКС… С6; ДКСИ… С6; á – типов ДЛ 214,3 С2; ДЛС 188,9 С2; в – типов ДРС… СТ4; ДР… ТЗ; ДИ… ТЗ; г – òèïà ÄÀÏ; д – типов ДР; ДРС; å – òèïà ÄËÑ

51