Шарошкові долота

У практиці буріння використовують одно-, дво-, три-, чотири- і шести шарошкові долота. Найбільш розповсюдженими є одно і три шарошкові долота. Стандартом передбачено випуск шарошкових доліт діаметром від 46 мм до 508 мм з різними механічними і абразивними властивостями. Випускаються 13 типів шарошкових доліт, які рекомендують використовувати в різних за твердістю порід.

Шарошкові долота суцільного буріння випускають для високо обертового буріння (турбінного способу) ЦВ і ГВ і низько обертового буріння (роторного) ГН, ГНУ, ГАУ. До розміру 397,7 мм шарошкові долота виготовляють у вигляді зварних секцій (секційні), а долота розміром 444,5 мм і 490 мм є корпусними (вони мають лити корпуси і приварені до них електрозваркою лапи з шарошками). Секційні долота мають ніпельну нарізку під муфтові перехідники, а корпусні – муфтову нарізку під ніпеля ніпельних перехідників.

Шарошкові долота над лопатевими мають такі переваги:

1. Площа контакту шарошкових доліт з вибоєм свердловини набагато менша від лопатевого долота, але довжина їх робочої поверхні набагато більша, що значно підвищує ефективність руйнування гірських порід.

2. Шарошки долота перекочуються по вибою на відміну від лез лопатевого долота, ковзаючи по ньому, внаслідок чого інтенсивність зносу зубців шарошок значно менша від інтенсивності зносу лопатевих доліт.

3. Внаслідок перекочування шарошок по вибою свердловини крутний момент, необхідний для обертання долота, порівняно невеликий, а тому зводиться до мінімуму небезпека заклинювання долота.

Таблиця 1.1 - Типи доліт в залежності від твердості гірських порід

Категорії твердості	Гірська порода	Тип долота
1 – 2	М’яка	М
1 – 3	М’яка абразивна	Мз
3 – 4	М’яка з пропластками порід середньої твердості	МС
3 – 5	М’яка з пропластками порід середньої твердості	МСЗ
4 – 5	Середньої твердості	С
4 – 6	Абразивна середньої твердості	СЗ
5 – 6	Середньої твердості з пропластками твердих порід	СТ
6 – 7	Тверда	Т
6 – 8	Тверда абразивна	ТЗ
7 – 8	Тверда з пропластками міцних порід	ТК
7 – 10	Тверда абразивна порода з пропластками міцної	ТКЗ
8 – 10	Міцна	К
10 – 12	Дуже міцна	ОК

Рис. 1.8 Шарошкове долото

Основні елементи шарошкового долота.

Кожна секція включає лапу на цапфі якої з допомогою підшипників установлена шарошка, яка має озброєння у вигляді зубців або суцільних вінців. Секції з’єднані між собою зварюванням. Шарошкові долота виготовляють із звичайною і гідромоніторною системою промивки. Звичайна система промивки, яка виражена у шифрі буквою Ц, включає внутрішню порожнину долота, звужений підвідний канал і циліндричний промивний отвір. Швидкість витікання бурового розчину 20-50 м/с. В долотах для буріння з продувкою повітря в лапах і цапфі свердлять отвори для охолодження підшипників і захисту їх від шламу. В цифрі центральна продувка позначається буквою “П”. Гідромоніторна система промивки відрізняється від центральної тим, що центральний отвір долота заварений, а в корпусі долота свердлять отвори, в які вставляють гідромоніторні вузли (насадки). В шифрі долота бокова гідромоніторна промивка позначається буквою “Г”. Швидкість витікання бурового розчину 80-120 м/с. Існує також бокова продувка. В шифрі долота вони виражаються буквами “ПГ”.

В залежності від призначення доліт озброєння шарошок виконують або за рахунок фрезерування зубців на тілі сплавних вставних зубців. У доліт великого діаметру типу “М” зубці можуть бути вилиті разом з шарошками. Всім вінцям шарошок присвоєні буквенні індекси в напрямі мід вершини до основи: А, Б, В, Г. Вінець розміщений в основі шарошки називається периферійним вінцем. Шарошки нумерують в залежності від числа зубців на вінці А. Перша шарошка на цьому вінці має найменшу, а третя – найбільшу кількість зубців. Фрезоване озброєння характеризується трьома показниками: висотою, відстанню між зубцями, кутом при вершині. Висота і крок зубців зменшується, а кут при вершині збільшується від доліт типу М до доліт типу Т. Число вінців у шарошок доліт типу М найменше, а у доліт типу Т –  найбільше. Це роблять з метою підсилення дроблячої дії долота на породу.

Таблиця 1.2 - Область застосування тришарошкових доліт

Тип	Область використання	Виконання шарошок
М	Для буріння м´яких порід	З фрезерованими зубцями
МЗ	Для буріння м´яких абразивних порід	З вставними клиноподібними зубцями
МС	Для буріння м´яких з пропластками середньої твердості порід	З фрезерованими зубцями
МСЗ	Для буріння м´яких абразивних порід з пропластками порід середньої твердості	З фрезерованими зубцями на внутрішніх вінцях і вставними зубцями на периферійному зубці
С	Для буріння порід середньої твердості	З фрезерованими зубцями
СЗ	Для буріння абразивних порід середньої твердості	З вставними клиноподібними зубцями
СТ	Для буріння середніх з пропластками твердих порід	З фрезерованими зубцями
Т	Для буріння твердих порід
ТЗ	Для буріння твердих абразивних порід	З вставними клиноподібними зубцями
ТК	Для буріння твердих з пропластками міцних	З фрезерованими зубцями на внутрішніх вінцях і вставними зубцями на периферійному зубці
ТКЗ	Для буріння твердих абразивних порід з пропластками міцних порід	З вставними зубцями
К	Для буріння міцних порід	З вставними зубцями сферичної форми
ОК	Для буріння дуже міцних порід

В шифр долота послідовно входять:

1. Вид долота за числом шарошок: I, II, III шарошкові.

2. Діаметр долота в мм;

3. Тип долота який відображає виконання озброєння шарошок і область їх виконання;

4. Розміщення промивних або продувних каналів: Ц, Г, П, ПГ;

5. Особливості конструкції опори: В, Н, А, У;

Наприклад: III 215,9 ТЗ – ЦВ –– трьох шарошкове долото діаметром 215,9 мм для буріння твердих абразивних порід з центральною промивкою з всіма підшипниками кочення, високо обертове з негерметизованою опорою.

III 215,9 К – ГНУ –– трьох шарошкове долото діаметром 215,9 мм для буріння міцних порід з боковою гідромоніторною промивкою з одним підшипником ковзання, з герметизованою опорою.

При маркуванні тришарошкових доліт і доліт з центральною промивкою цифра III і буква “Ц” випадають. Наприклад 190,5 ТЗ–В.