Параметры керноприемных турбобуров (турбодолот) со съемным и несъемным керноприемниками.

Параметры	КТДЗ-240-269/47	КТД4С-172-190/40	КТД4С-195-214/80-60
Длина керноприемного турбобура, мм Число турбинных секций Число ступеней турбины: всего в нижней секции Число ступеней пяты Число средних опор: всего в одной секции в шпинделе Наружный диаметр керноприемного турбобура, мм Внутренний диаметр корпуса турбобура,мм Длина керноприемника, мм Длина керноприемной полости, мм: со съемным керноприемником с несъемным керноприемником Наружный диаметр керноприемной трубы, мм: съемной несъемной Внутренний диаметр керноприемной трубы, мм: съемной несъемной	7455 1 91 91 10 2 2 - 240 205 7050 3260 - 73 - 58 -	17 575 2 290 124 30 8 4 - 172 148 14 000 7000 - 68 - 48 -	25 920 3 315 105 30 11 3 2 195 165 25 835 7000 25000 83 105 60 80

1.2. Выбор рациональных типов породоразрушающего инструмента

По характеру разрушения горной породы породоразрушающий инструмент подразделен на следующие классы: режущего и режуще-скалывающего, скалывающего и дробяще-скалывающего, а также истирающего действий.

По назначению породоразрушающий инструмент делят на три группы: для бурения без отбора керна (долóт), бурения с отбором керна (бурильные головки) и для специальных видов бурения (специальные долота).

1.2.1. Типы породоразрушающего инструмента для бурения нефтяных и газовых скважин.

Буровые долота:

Лопастные долота. По ОСТ-26-02-1282-75 выпускаются долота двухлопастные диаметрами от 76,0 до 165,1 мм и трехлопастные диаметрами от 120,6 до 489,9 мм. Лопастные долота изготавливаются с обычной (центральной) промывкой и гидромониторной (боковой). Пример обозначения долот: 3Л(Г)-215,9М – трехлопастное долото с гидромониторной промывкой, с диаметром 215,9 мм для бурения мягких пород.

Пикобуры. Пикообразные долота выпускаются с обычной промывкой диаметрами от 98,4 до 444,5 мм двух типов: Ц – для разбуривания цементных пробок; Р – для расширения ствола скважин. Пример обозначения: ПР-445,5 – пикообразное долото, диаметром 445,5 мм для расширения ствола скважины.

Истирающе-режущие долота. Выпускаются следующие долота истирающие-режущего типа: трехлопастные 3ИР диаметрами от 190,5 до 269,9 мм с обычной и гидромониторной промывкой; шестилопастные 6ИР диаметрами 76,0 до 269,9 мм с обычной и гидромониторной промывкой. Пример обозначения: 3ИРГ-190,5 С – трехлопастное долото истирающе-режущего действия диаметром 190,5 мм с гидромониторной промывкой для бурения пород средней крепости.

Долота ИСМ отличаются от 6ИР тем, что лопасти армируются сверхтвердым материалом «Славутич»; выпускаются диаметрами от 91,4 до 391,3 мм с обычной и гидромониторной промывкой.

Шарошечные долота. До 94-95% общего объема бурения выполняется шарошечными долотами. Такие долота выпускаются в соответствии с ГОСТ 20692-75 следующих видов: одношарошечные ( I ); двухшарошечные ( II ); трехшарошечные ( III ).

Типы, области применения долот и исполнение шарошек соответствуют указанным в табл. 1.13.

По расположению и конструкции промывочных или продувочных каналов долота изготавливаются следующих типов: Ц – с центральной промывкой; Г – с боковой гидромониторной промывкой; П – с центральной продувкой; ПГ – с боковой продувкой.

Опоры шарошек изготавливаются:на подшипниках с телами качения – В; на двух и более подшипниках скольжения – А;на одном

подшипнике скольжения – Н ( остальные подшипники с телами качения ); с герметизированными уплотнительными

кольцами – У ( маслонаполненные опоры ).

Пример условного обозначения трехшарошечного долота диаметром 215,9 мм для бурения пород средней твердости с боковой гидромониторной промывкой с опорой шарошки на одном подшипнике скольжения: III 215,9 С-ГНУ,4 ГОСТ 20692-75.

Таблица 1.13

Тип	Область применения	Исполнение шарошек
М МЗ МС МСЗ С СЗ СТ Т ТЗ ТК ТКЗ К ОК	В мягких породах В мягких абразивных породах В мягких породах с пропластками средней твердости В мягких абразивных породах с пропластками средней твердости В породах средней твердости В абразивных породах средней твердости В породах средней твердости с пропластками твердых В твердых породах В твердых абразивных породах В твердых породах с пропластками крепких В твердых абразивных породах с пропластками крепких В крепких породах В очень крепких породах	С фрезерованными зубьями Со вставными зубьями С фрезерованными зубьями С фрезерованными и вставными зубьями С фрезерованными зубьями Со вставными зубьями С фрезерованными зубьями То же Со вставными зубьями С фрезерованными и вставными зубьями Со вставными зубьями То же “

Алмазные долота. Эти долота изготавливаются диаметрами от 91,4 до 391,3 мм следующих модификаций:

однослойные с размещением зерен алмазов в поверхностном слое матрицы по определенной схеме: радиальные –ДР; ступенчатые –ДТ ; ступенчатые с торовидными выступами –ДК; лопастные- ДЛ; с синтетическими алмазами –С. Пример обозначения: ДКС-139,7 С – однослойное алмазное долото ступенчатое с торовидными выступами с синтетическими алмазами диаметром 139,7 мм для бурения пород средней крепости;

импрегнированные – И с равномерным перемешиванием алмазов в объеме матричного материала: с шаровидными выступами- ДИ; лопастные –ДЛИ. Пример обозначения: ДЛИ-187,3 С – импрегнированное алмазное долото диаметром 187,3 мм для бурения пород средней крепости.

Специальные долота. Долота для специальных целей предназначены для работ в пробуренной скважине и обсадной колонне (зарезные, расширители, фрезерные и др.).

Бурильные головки:

Бурильные головки предназначены для бурения с отбором керна и выпускаются трех типов: лопастные, шарошечные и алмазные для керноприемных устройств без съемного керноприемника (К) и со съемным керноприемником (КС).

Лопастные бурильные головки преднзначены для бурения мягких пород (М), мягких и средней твердости (МС).

Шарошечные бурильные головки – для бурения пород мягких с прослоями средней твердости, абразивных (МСЗ); средней твердости, абразивных (СЗ); средней твердости с прослоями твердых (СТ); для твердых абразивных (ТЗ); для твердых с прослоями крепких абразивных (ТКЗ).

Пример обозначения: КС-212,7/60 СТ – бурильная головка для съемного керноприемника диаметром 212,7 мм, диаметр керна 60 мм для бурения пород средней крепости с прослоями твердых пород.

Алмазные бурильные головки – выпускаются:

однослойные с выступами радиальными (КР) и торцевыми (КТ);

импрегнированные (КИ).

Пример обозначения: КТ-138,1/52 С – однослойная алмазная бурильная головка с торцевыми выступами диаметром 138,1 мм, диаметр керна 52 мм для бурения пород средней крепости.

Выбор рациональных типов шарошечных долот.

Единым комплексным критерием оценки эффективности работы шарошечных долот является величина эксплуатационных затрат на 1 м проходки, определяемая по формуле

,

где -стоимость долота, руб; - нормативные затраты на СПО, отнесенные к рейсу, ч; - нормативное время затрат на подготовительно-заключительные операции, отнесенные к рейсу, ч; - стоимость часа работы буровой установки, руб./ч; - проходка на долото, м; - средняя механическая скорость проходки, м/ч.

Выбор рациональных типов долот осуществляется по «Обобщенной классификационной таблице соответствия типов шарошечных долот свойствам горных пород» (ОКТ) (рис 1.1) или по «Классификационной таблице парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот» (КТС) (рис 1.2).

Структура таблицы ОКТ (рис 1.1) разработана таким образом, что гистограммам процентного содержания в пачках разных по твердости и абразивности горных пород классификационно поставлены в соответствие определенные типы шарошечных долот, наилучшим образом (по минимуму эксплуатационных затрат на проходку 1 м скважины) обеспечивающие соответствие типов долот свойствам пород. Выбор рационального типа долота осуществляется путем сравнения гистограмм, полученных при построении МКР, с типовыми гистограммами в таблице ОКТ. Например, если при построении МКР получены гистограммы, в наибольшей степени по форме и абсолютным значениям содержания пород с различными категориями твердости, абразивности соответствующие типовым гистограммам в таблице ОКТ, расположенным во второй строчке сверху, то для такой пачки рациональным будет долото типа МЗГ.

В случае, если гистограммы, полученные в МКР значительно отличаются от типовых в таблице ОКТ, то необходимо выбор рационального типа долота производить по таблице КТС. Например, после расчета по формулам (1.1) и (1.2) получили средневзвешенные значения категории твердости и абразивности соответственно , .

Рис.1.1. Обобщенная классификационная таблица соответствия типов шарошечных долот свойствам горных пород.

Наносим точку по этим значениям на поле КТС (точка F). Видно, что точка F располагается на наиболее близком расстоянии к табличной точке, соответствующей долоту типа СТ. Следовательно, для бурения в пачке пород с такими значениями классификационных характеристик рациональным является долото типа СТ. В этом случае при бурении долотом этого типа в породах рассматриваемой пачки будут обеспечены минимальные эксплуатационные затраты на 1 м бурения скважины.

Рис.1.2. Классификационная таблица парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот.

Пример 1.1. В соответствии с геологическими данными и данными по категориям твердости и абразивности, а также с учетом зон осложнений и водонефтегазопроявлений (табл.1.14.) разделим весь геологический разрез на пачки пород, сходные приближенно по твердости и абразивности, а затем подберем необходимые для бурения в каждой из этих пачек пород долота.

В нашем случае геологический разрез разделим на пять пачек пород.

Номер пачки .......... I II III IV V

Интервал, м .......... 0-280 280-1120 1120-1550 1550-2730 2730-3460

Р е ш е н и е: Подставляя данные из таблицы 1.14 и используя формулы (1.1) и (1.2), получаем:

I пачка состоит из одного пласта ; ;

II пачка состоит из трех пластов (2, 3 и 4):

,

Таблица 1.15

Номер пачки	Интервал, м		Средневзвешенная категория
	От	до	твердости	абразивности
I II III IV V	0 280 1120 1550 2730	280 1120 1550 2730 3460	5 1,36 6 2 6,7	1 2,64 2 2 2,25

III пачка состоит из двух пластов (5 и 6):

;

;

IV пачка состоит из двух пластов (7 и 8): ; ;

V пачка состоит из трех пластов (9, 10 и 11):

;

.

Результаты расчетов сведем в табл. 1.15.

Исходя из рассчитанных и и используя классификационную таблицу парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот (см. рис.1.2) и данные таблицы 1.15, произведем выбор долот для каждой пачки. Ножка циркуля устанавливается на пересечении значений и . Увеличивая радиус, проводим дуги, пока не пересечем ближайшую эталонную точку искомого типоразмера долота.

Так, для I пачки расчетная точка близко расположена к эталонной, соответствующей долоту типа СТ. Таким образом, для бурения пачки пород с заданными значениями классификационных характеристик рациональным является долото типа СТ. Для II пачки- долото типа М, для III пачки- Т, для IV пачки- М и, наконец, для V пачки - долото типа Т.

После выбора и проектирования конструкции скважины следует подобрать по табл. 1.5-1.9 типоразмер долота.

Необходимо отметить, что не всегда выбранный тип долота может соответствовать проектному диаметру бурения по конструкции скважины. Это относится и к наиболее востребуемым трехшарошечным долотам по ГОСТ 20 692-75, ТУ 26-02-874-80 малых диаметров от 98,4 до 161 мм и больших диаметров 320, 444,5 и 490 мм.

В этом случае выбор типоразмера осуществляется по имеющимся в соответвующих ГОСТах, придерживаясь принципа усиления вооружения шарошек, по сравнению с заранее определенным, и уделяя особое внимание наличию абразивности горных пород пачки.