Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Довідник з нафто-газової справи.doc
Скачиваний:
528
Добавлен:
15.09.2019
Размер:
11.16 Mб
Скачать

Глава 4 Проектування конструкцій свердловин та інструмент для їх буріння

4.1. Бурові долота

Бурові долота класифікуються за двома основними ознаками: призначенням і характе­ром дії на породу. За призначенням бурові долота діляться на долота для суцільного буріння і для колонкового буріння. Долота можуть бути лопатеві (рис. 4.1., табл.4.1), шарошкові (табл. 4.1. - 4.3), алмазні (табл. 4.4, 4.5) і фрезерні. За характером дії на породу розрізняють дробильні бурові долота - шарошкові долота та бурильні головки без зміщення

Рис.4.1. Схеми бурових лопатевих доліт:

а — пікоподібного; б. в — дво- і трилопатевих; г, д — три— шестилопатевихст ираючо—ріжучих

вісей цапф типів СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К, ОК (табл. 4.6. - 4.8. ); дробильно-сколюючі - ша­рошкові долота та бурильні головки зі зміщеними вісями цапф типів М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ; різально-стираючі - алмазні і фрезерні долота та бурильні головки; різально-сколюючі -лопатеві долота і бурильні головки. Нижче наведені типи шарошкових доліт для різних опор:

Тип опо­ри

Діаметр,

мм

Тип долота

Тип опори

Діаметр, мм

Тип долота

(Н)

139,7;

СЗ

ГАУ

139.7; 161,0;

СЗ

161,0;

269,9

190,5;

190,5

мз.сз.тз

215,9; 244,5

(ЦВ)

59,0

(К)

ГАУ

215,9

мз.сз

76,0

СТ, (К)

295,3

м,сз

93,0

С.(К)

112,0 118,0

(М),С

С,Т

84

Тип

опо­ри

Діаметр, мм

Тип долота

Тип опори

Діаметр, мм

Тип долота

ЦВ

112,0

Т,К

ГАУ

139.7:161,0;

СЗ

139,0

С, М, Т, К

269,9; 190,5;

М3, С3, Т3

140,0

С, Т

215,9:295,3

МЗ,СР,М

145,0

Т, К

151,0

С, Т, К

гв

190,5

м, с,сз

161,0

С, Т

215,9

м.мз.мс.с,

190,5

с,ст, т, тз

сз.т.ткз

ТКЗ, К

цв

215,9

С, Т, ТКЗ

гв

244,5

с

269,9

СТ, Т. ТЗ

269,5

М, МЗ, С, СЗ

295,3

м, с,ст,т,тз

295,3

М, МС,С, СЗ

320.0

м,с

цв

349,2

м, с

гв, пгв

145,0:161,0

Т, К, ОК

393,7

м,с,т

215,9

М, МЗ, Т, ТЗ

445,0; 490,0

с

к.ок

244,5

т.тз, к.ок

269.9

т.тз.ок

320,0

Т.ТЗ, К, ОК

ГНУ

190.5

с,сз,тз,ткз

гн

190,5

мз.с.сздкз

215,9

мз,с, сз,тз,к

215,9

М, МЗ, МС,

269,9

мз.с.сз

МСЗ, С, СЗ,

тз.ткз

тз.ткз

295,3

м.с.сз.тз

244,5:265,3

М, С, СЗ

269,9

с,сз,ст,тз

Таблиця 4.1

Тип долота

Висота, мм

Різьба А

Допустиме на-вантаження, кН

Допустимий момент, Н • м

Маса, кг

Пікоподібні долота (рис. 4.1, а)

П-98,4

240

3-66

10

220

4,5

П-108,0

240

3-66

10

220

4,8

П-112,0

240

3-66

20

380

5,0

П-120,6

270

3-76

20

460

6,5

П-132,0

290

3-88

25

540

8,0

П-139,7

310

3-88

25

540

9,5

П-142,9

310

3-88

30

720

10,0

П- 146,0

310

3-88

35

800

10,5

П-149,2

315

3-88

35

900

10,5

П-151,0

315

3-88

35

900

10,5

П-158,7

330

3-88

35

1020

11,0

П- 165,1

330

3-88

40

1020

11,0

П-171,4

330

3-88

50

1020

14,5

П-187,3

350

3-88

50

1020

14,5

П- 190,5

360

3-117

50

1550

20,5

П-196,9

360

3-117

50

1550

21,0

П-200,0

360

3-117

50

1550

22,0

П-212,7

430

3-117

50

2040

28,5

П-215,9

430

3-117

60

2040

29,0

П-222,3

430

3-117

60

2040

30,5

П-228,6

430

3-117

60

2040

30,5

85

Продовження табл. 4.1

Тип долота

Висота, мм

Різьба А

Допустиме навантаження, кН

Допустимий момент, Н • м

Маса, кг

П-244,5

530

3-152

70

2700

41,0

П-250,8

530

3-152

70

2700

42,0

П-269,9

540

3-152

80

3200

45,0

П-295,3

570

3-152

100

4600

50,0

П-311,1

590

3-152

100

4600

52,0

П-320,0

590

3-152

110

5400

54,0

П-349,2

600

3-152

120

6400

59,0

П-374,6

650

3-177

130

7400

82,0

П-380,0

650

3-177

130

9300

83,0

П-393,7

670

3-177

130

9300

88,0

П-444,5

720

3-177

170

11900

97,0

Дволопатеві долота (рис. 4. 1 , б)

2Л-76,0

170

3-42

15

185

2,3

2Л-93,0

170

3-66

20

200

3,7

Л-93,0

170

3-50

-

-

-

2Л-98.4

210

3-66

20

320

4,0

Л-98,4

180

3-50

-

-

-

2Л-108,0

210

3-66

20

220

4,3

2Л-112Д)

210

3-66

30

380

4,5

Л- 11 2,0

200

3-50

-

-

-

2Л120,6

245

3-76

35

450

5,0

Л-120,6

220

3-50

-

-

-

2Л-132Д)

270

3-88

40

540

7,0

Л-132,0

230

3-63,5

-

-

-

2Л-139.7

270

3-88

45

720

7,5

Л-139,7

240

3-63,5

-

-

-

2Л-142.9

270

3-88

45

720

7,8

2Л-146.0

270

3-88

45

720

8,0

2Л-149.2

270

3-88

45

720

8,5

2Л-151.0

270

3-88

50

880

8,8

Л-151,0

270

3-63,5

-

-

-

2Л-158,7

270

3-88

4 55

1020

9,0

2Л- 165,1

270

3-88

55

1020

9,5

Трилопатеві долота (рис. 4.1, б)

ЗЛ-120,6

240

3-76

50

650

8,0

ЗЛ-132,0

260

3-88

55

800

9,5

ЗЛ-139,7

260

3-88

70

820

10,6

ЗЛ-142,9

260

3-88

70

1090

10,8

ЗЛ- 146,0

260

3-88

75

1210

11,0

ЗЛ-149,2

260

3-88

80

1340

11,2

ЗЛ- 151,0

260

3-88

80

1340

11,5

86

Продовження табл. 4.1

Тип долота

Висота, мм

Різьба А

Допустиме навантаження, кН

Допустимий момент, Н • м

Маса, кг

ЗЛ-158,7

260

3-88

80

1340

12,0

ЗЛ- 165,1

260

3-88

85

1520

13,0

ЗЛ-171,4

260

3-88

85

1520

14,0

ЗЛ-187,3

320

3-88

130

2320

14,5

ЗЛ- 190,5

320

3-117

130

2320

23,0

ЗЛ- 196,9

320

3-117

130

2320

23,5

ЗЛ-200,0

320

3-117

130

2320

24,0

ЗЛ-212,7

320

3-117

130

2320

25,5

ЗЛ-215,9

320

3-117

150

3070

25,5

ЗЛ-222,3

320

3-117

150

3070

26,0

ЗЛ-228,6

356

3-117

150

3070

27,0

ЗЛ-244,5

356

3-152

180

4050

36,5

ЗЛ-250,8

356

3-152

180

4050

37,0

ЗЛ-269,9

356

3-152

200

4800

40,0

ЗЛ-295,3

430

3-152

240

6900

43,0

ЗЛ-311,1

430

3-152

240

6900

45,5

ЗЛ-320,0

430

3-152

240

8150

46,5

ЗЛ-349,2

430

3-152

270

9600

51,0

ЗЛ-374,6

455

3-177

270

11000

70,0

ЗЛ-381,0

455

3-177

320

14000

71,0

ЗЛ-393,7

455

3-177

320

14000

74,0

ЗЛ-444,5

455

3-177

360

17800

83,0

ЗЛ-469,9

455

3-177

360

17800

95,0

Трилопатеві стираючо-ріжучі долота (рис. 4.1, г)

ЗИР-190,5

320

3-117

130

2320

23,0

ЗИР-196,9

320

3-117

130

2320

23,5

ЗИР-200,0

320

3-117

130

2320

24,0

ЗИР-212,7

320

3-117

130

2320

25,5

ЗИР-215,9

320

3-117

150

3070

26,0

ЗИР-222,3

320

3-117

150

3070

26,0

ЗИР-228,6

356

3-117

150

3070

27,0

ЗИР-244,5

356

3-152

180

4050

36,5

ЗИР-250,8

356

3-152

180

4050

37,0

ЗИР-269,9

356

3-152

200

4800

40,0

Шестилопатеві стираючо-ріжучі долота

(рис. 4.1,6)

6ИР-76.0

142

3-42

ЗО

1180

2,0

6ИР-93,0

180

3-66

45

1180

2,5

6ИР-98,4

180

3-66

45

1180

3,0

бИР-108,0

200

3-66

60

1180

3,5

бИР-112,0

200

3-66

60

1180

4,0

6ИР-120.6

220

3-76

60

1180

6,0

87

Продовження табл. 4.1

Тип долота

Висота, мм

Різьба А

Допустиме навантаження, кН

Допустимий момент. Н • м

Маса, кг

6ИР- 132,0

250

3-88

80

1180

8,0

6ИР-139,7

260

3-88

90

1340

8,5

6ИР- 142-9

260

3-88

100

1550

9,0

6ИР- 146,0

260

3-88

100

1550

9,5

6ИР-149,2

270

3-88

120

1550

10,0

6ИР-151,0

270

3-88

120

1550

12,5

6ИР-158,7

275

3-88

120

1550

13,0

6ИР- 165,1

275

3-88

130

1550

14,0

6ИР-171,4

310

3-88

130

1550

14,5

бИР-187,3

310

3-88

130

1550

16,0

6ИР-190,5

300

3-117

180

3800

19,0

6ИР-196,9

300

3-117

180

3800

19,5

6ИР-200,0

300

3-117 .

180

3800

20,0

бИР-212,7

330

3-117

180

3800

21,0

6ИР-215,9

330

3-117

220

4700

21,5

бИР-222,3

330

3-117

220

4700

22,0

6ИР-228,6

345

3-117

220

4700

23,0

бИР-244,5

365

3-152

280

5650

37,0

6ИР-250,8

365

3-152

280

5650

37,0

бИР-269,9

390

3-152

280

5650

40,0

Одношарошкові долота

СЗ-Н- 165,1

350

3-88

150

_

18,0

СЗ-Н- 190,5

350

3-117

200

-

38,3

СЗ-Н-215,9

350

3-117

250

-

51,0

Три шарошкові долота

С-165,1;СЗ-165,1;

310

3-88

150

15,0

Т-165,1;К-165,1

МГ- 1 90,5; МЗГ- 190,5;

330

3-121

200

-

28,0

С-190,5;СГ-190,5;

СЗГ-1 90,5; СТ-1 90,5;

Т-190,5;ТЗ-190,5;

ТКЗ-1 90,5; К-1 90,5;

ОКП- 190,5

МГ-215,9;МЗГ-215,9;

350

3-121

250

.

40,0

МСГ-215,9;СГ-215,9;

СЗГ-215,9; СТ-215,9;

Т-215,9;ТГ-215,9;

ТК-215,9; ТКЗ-215,9;

К-215,9; ОКП-215,9

С-244,5; Т- 244,5;

390

3-152

320

_

58,0

ТЗ-244,5; ТК-244,5;

88

Продовження табл 4.1

Тип долота

Висота, мм

Різьба А

Допустиме навантаження, кН

Допустимий момент, Н • м

Маса, кг

ОКП-244,5

МН-269,9;

410

3-152

350

-

65,0

МЗГ-269,9; С-269,9;

СГ-269,9; СЗГ-269,9;

СТ-269,9; Т-269,9;

ТЗ-269,9; ТКЗ-269,9;

К-269,9

М-295,3; МГ-295,3;

420

3-152

400

-

76,0

С-295,3; СГ-295,3;

СЗГ-295,3; СТ-295,3;

Т-295,3; ТЗ-295,3;

ТК-295,3; К-295,3

МГ-320,0; СГ-320,0;

440

3_152

450

-

92,0

К-320,0; ОКП-320,0

М-349,2; С-349,2;

450

3-152

450

-

115,0

Т-349,2

М-393,7; МГ-393,7;

530

3-177

470

-

148,0

С-393,7; Т-393,7

М-444,5; С-444,5

600

3-177

500

-

248,0

М-490,0; С-490,0

630

3-201

500

-

320,0

Таблиця 4.2

Порода

Опора

Типи шарошкових доліт фірми

"Х'юз Тул"

"РІД Тул"

"СмгтТул"

"Сек'юрт"

Шарошкові долота

М'яка

ГАУ

J1,J2,J3, JD3

FP12, FP13

FDS, FDT, FDG

S33SF, S33F, S44SF

ГНУ

ХЗ, ХЗА,

S11,S12,S13

SDS, SDT, SDG,

S33S, S33, S44,

X1G, XDG

SDGH

S44TG

ГВ,ЦВ

OSC-3AJ, OSC-3J, OSC-1GJ

Vll, V12,V13, VI ЗТ

DS, DT, DTT, DG, DGT

S3S, S3, S4

Середньої

ГАУ

J4, JD4

F21

M44NF, M44LF

твердості

ГНУ

XV, XDV

S21.S23G

SVH, ST2, S72H

M44N, M44L

ГВ,ЦВ

OWV-4,

V21, V22

VI, V2.T2

M4N, M4L

OW4-J, WO

Тверда

ГАУ

J7,J8,JD8

F316, F34

-

HM77F, Н77СР

ГНУ

-

316

SL4, SL4H

Н77, H77S

ГВ,ЦВ

W7C, W7-J,

V31

L4

Н7, Н7Т, H7SG

W7P-2J

89

Продовження табл. 4.2

Порода

Опора

Типи шарошкових доліт фірми

"Х'юз Тул"

"Рід Тул"

"СмітТул"

"Сек'юргті"

Штирьові долота

М'яка

ГАУ

J11,J22,J33

FP51,FP52, FP53

A1,F2,F3

S84f, S86F, S88F

ГНУ

ХЗЗ

S53

2JS, 3JS

S84, S86, S88

ГВ,ЦВ

-

-

-

-

Середньої твердості

ГАУ

J44, J55P, J55

FP62, FP62X, FP62B, FP63,

F4, F45, F47, F5, F57

M84F, M88F, M89F, M89FF

FP64

ГНУ

Х44

S62, S63, S64

4JS, 5JS

М84, М88

гв,цв

-

-

-

Тверда

ГАУ

J77, J99

FP72, Fp73, FP74, FP83

F6, F7, F9

H84F, H88F, H99F, H100F

ГНУ

-

S72, S73, S74

6JS, 7JS, 9JS

Н88

гв.цв

-

-

-

-

Таблиця 4.3

Діаметр тришарошко-вого долота фірми "Дрессер", мм

Типи доліт з опорою

ГАУ

ГНУ

гн

гв

190,5

МСЗ, СЗ, К

мз, мсз, сз, т,

м, ст

м

тз, к, ок

215,9

мз, мсз, сз, к

мз, мсз, сз, тз, к, ок

ст, тз

ст

244,5

-

мсз,сз

м, ст

-

269,9

мсз, сз

мсз, сз,к

-

-

295,3

-

мсз, сз

-

-

Таблиця 4.4

Тип алмазного долота

Модель

Діаметр

Ви-сота

Приєд­нувальна різьба (ніпельна)

Тип алмазного долота

Модель

Діаметр

Висота

Приєд­нувальна різьба (ніпельна)

ММ

мм

ДР

СТ1

138,1

250

3-88

ДК.ДКС

С6

138,1

250

3-88

157,1

270

3-88

157,1

270

3-88

188,9

320

3-117

188,9

320

3-117

214,3

335

3-117

214,3

335

3-117

ДК,ДКС

М6

189,9

320

3-117

Д1

М2.С2

214,3

335

3-117

214,3

335

3-117

Д1

С6

188,9

320

3-117

242,1

330

3-152

214,3

335

3-117

90

Продовження табл. 4.4

Тип алмазного долота

Модель

Діаметр

Висота

Приєд­нувальна різьба (ніпельна)

Тип алмазного долота

Модель

Діа-метр

Висота

Приєд­нувальна різьба (ніпельна)

мм

мм

267,5

385

3-152

267,5

385

3-152

292,9

385

3-152

ДУ, ДУС,

С2, СЗ

188,9

320

3-117

дл, длс, длн

214,3

335

3-117

Таблиця 4.5

Долото, армоване

синтетичними

полікристалічни

алмазами

Висота

Діаметр корпуса

Кількість різців

Різьба

Тип породи

ми

ДАП-214,ЗМЗ

480

171

25

3-117

м

ДАП-214.3МС4

495

171

зо

3-117

м, мс

ДАП-214,ЗМ2

495

171

46

3-117

м, мс

ДАП-214,ЗМ4

500

171

зо

3-117

м

ДАП-214,ЗМ1

580

200

96

3-152

м, мс

Таблиия 4.6

Шарошкові бурильні головки (ГОСТ 21210-75)

Діаметр, мм

Висота долота,

Приєд­нуваль­на різьба

Шарошкові бурільні головки (ГОСТ 212 10-7)

Діаметр, мм

Висота долота, мм

Приєд­нуваль­на різьба

долота

керна

долота

керна

мм

м.мсз, с, сз,

м.мсз, сз,

ткз

139,7

52

260

3-110

ст, ткз

212,7

80

320

3-150

м, с, сз, ткз

149,2

52

260

3-110

мсз, сз, ткз

269,9

100

380

3-189

м, мсз, с, сз,

м, мсз, сз

295,3

100

400

3-189

ткз.ст

183,7

80

300

3-150

ст, ткз

212,7

60

320

3-161

ст

295,3

60

400

3-171

ст

269,9

60

380

3-171

Таблиця 4.7

Алмазна бурильна головка

Модель

Діаметр, мм

Приєд­нувальна різьба (муфтова)

Алмазна бурильна головка

Модель

Діаметр, мм

Приєд­нувальна різьба (муфтова)

долота

керна

долота

керна

КР

С2

188,9 214,3

80 80

3-150

3-150

МЗ

138,1 188,9 214,3

52 80 80

3-110

3-150

3-150

СТ2

157,1

67

3-133

кт

С2

188,9

40

3-150

188,9

40

3-150

214,3

60

3-150

188,9

80

3-150

242,1

80

3-189

214,3

80

3-150

267,5

80

3-189

91

Продовження табл. 4.7

Алмазна бурильна головка

Модель

Діаметр, мм

Приєд­нувальна різьба (муфтова)

Алмазна бурильна головка

Модель

Діаметр, мм

Приєд­нувальна різьба (муфтова)

долота

керна

долота

керна

КТ

М2

188,9

40

3-150

КТ

сз

138,1

62

3-110

214,3

60

3-150

188,9

80

3-150

242,1

80

3-189

214,3

80

3-150

267,1

80

3-189

КІ

сз

188,9

80

3-150

267,5

100

3-189

214,3

80

3-150

Таблиця 4.8

Роторний керно-

приимальнии пристрій

Діаметр, мм

Допусти-

ме наван­таження,

кН

Маса, кг

Роторний керно-

приимальнии пристрій

Діаметр, мм

Допусти-

ме наван­таження,

кН

Маса, кг

бурил ь-

головки

керна

буриль-

головки

керна

СКУ

295,3

100

160

3700

УКР 164/80

212,7;

203/100

190,5

80

120

775

СКУ

172/100

212,7

80; 100

120

1630

СКУ 138/67

158,7

67

80

1470

КД11-М

212,7;

СКУ 122/52

132,0;

52

50

1330

"Недра"

190,5

80

120

1555

139,7

Необхідність використання різних конструкцій і типів доліт зумовлена фізико-ме-ханічними властивостями порід, глибиною їх залягання і способами буріння (табл. 4.9, 4.10). Для буріння порід середньої твердості з низькою абразивністю застосовуються бурові долота різально-сколюючого типу, армовані сплавом "Славутич". Вони випускаються висо­тою від 106,4 до 446 мм трьох моделей і двох типів.

Таблиця 4.9

Група породи

Категорія буримості

Твердість породи, МПа

Абразивність породи, мг

Типи шарошкових доліт

М'яка

II

100-150

До 2

м

Середньої твердості

НІ IV

250-500 500-1000

2-5 3-Ю

м, мс мсз, с

Тверда

V VI

1000-1500 1500-2000

10-18 15-25

ст, т, мсз сз,тз,т

Міцна

VII VIII IX X

2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000

20-35 30-40 40-50 Більше 60

тз, ткз ткз

К, ТКЗ К, ОК

Дуже міцна

XI

6000-7000

''

ок

XII

Більше 7000

''

-

92

Таблиця 4.10

Тип опори

Спосіб буріння

Діаметри долгт, мм

Типи долгг

К-Кз-К

Турбінний

190,5; 215,9; 244,5; 269,9; 295,3

м, мз, мс, мсз, с, сз

К-Кз-Р

"

190,5; 215,9

ст, т, тз, тк, ткз

р-кз-р

"

215,9; 244,5; 269,9; 295,3; 320-490

СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К, ОК

Р-Кз-К™

Роторний

161-295,3

Всі

Примітка: К, Кз, Ков, Р - підшипники кульковий, кульковий замковий, кочення з опорною п'ятою і роликовий.

Останнім часом щораз ширше застосовуються полікристалічні алмазні долота. Це доло­та ріжучого типу з різцями з алмазно-твердосплавними пластинами. Різці можуть кріпитись як безпосередньо в корпусі долота, так і на його лопастях. Оскільки ці долота ма­ють безопорну конструкцію, їх можна довільно розміщувати і змінювати конфігурацію ро­бочої поверхні.

Швидкість буріння полікристалічними алмазними долотами в 2 - 5 разів перевищує швидкість буріння шарошковими долотами. Одне таке долото заміняє 16-20 шарошкових доліт. При всіх режимах буріння, за винятком дуже низьких осьових навантажень, полікристалічні долота за швидкістю проходки перевищують алмазні долота при високих частотах обертання в 2,5 - 3 рази, а при низьких - в 5 разів. Область застосування полікристалічних доліт охоплює діапазон частот обертання, що відповідає всім існуючим спо­собам буріння.

Марки доліт включають їх розміри, тип ріжучої поверхні: І - імпрегновані, Р - радіальні одношарові, Т - ступінчасті, К - ступінчасті з торовидними виступами, Л - лопатеві, С - ар­мовані синтетичними алмазами; тип опори: В - негерметизована на підшипниках кочення при частоті обертання до 800 об/хв, У - герметизована, НУ - герметизована з одним підшипником ковзання при частоті обертання до 250 об/хв, АУ - герметизована на двох і більше підшипниках ковзання при частоті обертання до 200 об/хв; систему промивки: Ц -центральна, Г - гідромоніторна периферійна, ЦГ - комбінована (центральна і пери­ферійна), П, ПГ - продувка повітрям. Наприклад, марка Ш-295, 3-СЗ-ГВ означає, що до­лото тришарошкове діаметром 295,3 мм, армоване зубками з твердого сплаву, має гідромоніторні насадки й опору кочення, що відповідає умовам турбінного буріння.

Спрацювання шарошкових доліт кодується такими позначеннями: В - спрацювання ро­бочої поверхні (В1, В2, ВЗ, В4); П - спрацювання опори (ПІ, П2, ПЗ, П4); Д - зменшення діаметру долота; С - скол зуба; У - пошкодження вузла герметизації опори; Г - пошкоджен­ня гідромоніторної насадки; Р - заокруглення зубців шарошок; Ц - зачеплення зубців; К -заклинювання опори; АВ, АШ, АС - злом і залишення відповідно на вибою вершин шаро­шок, шарошки і секції.