5.3. Буровой инструмент

Долота предназначены для разрушения породы при ударах по забою. Различают следующие типы долот (рис.5.3): двутавровые (для бурения мягких и средней твердости пород), зубильные тяжелые (для бурения твердых пород), крестовые (для бурения твердых трещиноватых пород, в которых заклинивает плоские долота, а также валунных отложений), овальные (для срезания выступов на стенках скважины и округления (скважины).

Долота изготавливаются из качественной углеродистой стали с содержанием углерода около 0,70 %. Наилучших результатов можно достичь при использовании долот из стали марки 60-С2; долота из легированных сталей не выдерживают частых заправок. Вместо кованых могут с успехом применяться литые долота.

Лезвию долота придается надлежащая форма, и оно закаливается; угол приострения (заправки) лезвия 75–120°, округляющих долот – до 140°. Чем крепче порода, тем более тупой угол должно иметь лезвие.

Рис. 5.3. Долота для ударно-канатного бурения [2]

а) двутавровые б) зубильные тяжелые в) крестовые г) овальные

1 - лезвие; 2 - лопасть; 3 - шейка; 4 - резьба; 5 - резьбовая головка

Ударная штанга представляет собой массивный цилиндр, на нижнем конце которого имеется внутренняя остроугольная резьба под долото, а на верхнем конце – внешняя резьба под канатный замок при канатном бурении и под переходник с ударной штанги на рабочие штанги при штанговом бурении (рис.5.4). На обоих концах штанги имеются квадраты под инструментальные ключи. Ударная штанга предназначается для увеличения веса (массы) инструмента, воздействующего на забой. Диаметр ударной штанги обычно равен 0,7 диаметра долота Длина ударных штанг 1,5; 3; 4,5 и 6 м. Чем крепче порода, тем более длинная и тяжелая рекомендуется ударная штанга.

В состав бурового снаряда при проходке с ходовой колонной обсадных труб входит часто расширитель.

Рис. 5.4. Ударная штанга [2]

Расширитель включается между долотом и ударной штангой. При вводе в обсадные трубы резцы сжимают. При выходе ниже башмака резцы расширителя под действием пружины расходятся и при бурении расширяют скважину, поэтому обсадные трубы легче опускаются.

Ножницы, или яссы, при канатном бурении служат для выбивания инструмента из забоя, для облегчения работы станка и двигателя и для увеличения эффекта удара долота. Ножницы состоят из двух удлиненных звеньев и соединяются между собой, как звенья цепи. На верхнем конце верхнего звена имеется головка с резьбой для соединения с канатным замком; нижний конец звена заканчивается внутренней резьбой под ударную штангу.

Ножницы применяются двух видов: рабочие с расходом 150–250 мм и ловильные с расходом 450–1000 мм.

Изготовляются ножницы путем поковки или литьем.

Канатный замок или ропсакет служит для соединения ножниц (или ударной штанги) с инструментальным канатом. Замок представляет собой цилиндрическое тело, сужающееся кверху и оканчивающееся цилиндром меньшего диаметра. Внизу замка имеется внутренняя нарезка под буровой инструмент, а вверху – отверстие, расширяющееся книзу; в этом отверстии и закрепляется канат.

Как замок, так и ножницы и ударная штанга на шейках резьбы имеют квадратные вырезы под инструментальные ключи.

В качестве инструментального каната применяется стальной канат, свитый из шести прядей вокруг центрального органического сердечника. Диаметр каната 19–25 мм.

Инструментальные ключи служат для прочного соединения бурового инструмента (долота, ударной штанги, ножниц замка).

Для более сильного закрепления резьбы применяют цепные рычаги и специальные трещотки.

Цепной рычаг снабжается двумя кусками цепей, которые одним концом прикреплены к рычагу, а вторым – к вилкам инструментальных ключей во время соединения снаряда.

Трещотка применяется для тех же целей, что и цепной рычаг, только для соединения инструментов большого диаметра (более 8").

Долотами только разрушают породу на забое, но не поднимают на поверхность. Эту операцию выполняют с помощью желонок, представляющих собой полую трубу, на нижнем конце которой закреплен башмак с клапаном. Желонки для чистки скважины при работе долотом без промывки применяются с плоскими, шаровыми, тарельчатыми и полусферическими клапанами; для проходки плывунов используются поршневые желонки.

Желонки могут быть использованы в качестве проходческого инструмента, например по пескам, гравийно-песчаниковым отложениям, плывунам (рис.5.5).

Рис. 5.5. Желонки [2]

а – с плоским клапаном и резьбой под ловильную раздвижную штангу; б – тоже с дужкой;

в – желонка с полусферическим клапаном; г – желонка поршневая.