Для чего нужны специальные долота
Долота для специальных целей
Расширители.Применяются для расширения диаметра скважины при проходке долотами сплошного и колонкового бурения, а также для центрирования бурильного инструмента в процессе бурения.
Расширители классифицируются по форме их рабочих органов (шарошечные, лопастные и др.), по способу крепления рабочих органов (жесткозакрепленные, разборные и раздвижные), по числу этих органов и типу их вооружения.
В настоящее время применяются два вида расширителей: шарошечные и лопастные. Наиболее распространенными являются трех-шарошечные расширители (рис. 3.13). Они состоят из корпуса, в котором на осях смонтированы три пары шарошек с небольшой конусностью. Шарошки расположены по окружности под углом 120° друг к другу. Трехшарошечные расширители выпускаются диаметрами 243, 269, 295, 346, 394 и 445 мм.
|
|
|
Вид С |
А—А |
‘ | ч | гЬ | У | |
-ь | Т | 1 | I ш | |
-М | , | 1 Л | ||
X, | х | Т | л | |
^ч, | Л | -1 | у __ >- | / |
— Чг 1 | Б | -Я |
Рис. 3.13. Трехшарошечный расширитель (диаметр 394. 445 мм):
7 — корпус; 2 — кольцо; 3 — шпонка; 4 — шпилька; 5 — шарошка; 6 — ось шарошки; 7 — шайба; 8 — рубашка
Кроме трехшарошечных выпускаются четырех- и шестилопаст-ные расширители, одношарошечные пилотные расширители и наддолотные штыревые расширители.
Фрезерные долота.Предназначены для бурения скважин в малоабразивных породах и разбуривания цементных мостов и металла в скважине. Фрезерные твердосплавные спиральные долота выпускаются типа ДФТС (рис. 3.14). Конструктивная особенность этих долот — расположение твердосплавных пластинок по спирали. Рабочая часть долота сферическая.
Забой промывается через боковые каналы и центральный канал, соединенный отводами с пространством между спиральными лентами. Конструкцией допускается замена изношенных спиралей новыми.
При бурении долотами типа ДФТС на забое в центре образуется керн диаметром 3. 5 мм, который потом разрушается пластинками твердого сплава, закрепленными в стенке центрального канала, и выносится по двум открытым боковым каналам за спирали.
А—А |
|
Рис. 3.14. Фрезерное твердосплавное спиральное долото типа ДФТС:
7 — корпус; 2 — ствол; 3 — спиральная лента; 4 — твердосплавные пластинки; 5 — коническая посадка; 6 — втулка; 7 — резиновое уплотнение; 8 — пластинки; 9 — промывочное отверстие; 10 — пробка
Долота для реактивно-турбинного способа бурения (РТБ).При
работе агрегатами РТБ используются серийные трехшарошечные долота и долота типа ДРБ (рис. 3.15), специально разработанные для РТБ. Характерная особенность вооружения шарошек долот типа ДРБ для РТБ — наличие фрезерованных зубьев или твердосплавных зубьев только на периферийных венцах.
ВНИИБТ разработаны шестишарошечные долота для РТБ: ДРБ12К и ДРБ13К. У долот типа ДРБ наиболее дорогостоящей деталью является корпус, который целесообразно использовать многократно. Поэтому у этих долот сменные приваренные лапы.
|
I 2 3 |
Рис. 3.15. Долота для реактивно-турбинного способа бурения диаметром
/ — корпус; 2 — промывочный канал; 3 — лапа в сборе с шарошкой
Вставные долота для турбинного и роторного бурения без подъема бурильной колонны для смены долота.Сущность способа бурения без подъема бурильной колонны для смены отработанного долота заключается в том, что новое долото спускается, а отработанное поднимается (с помощью каната и специального инструмента — овершота или обратной циркуляции) внутри бурильной колонны.
Для турбинного бурения разработана и выпускается специальная конструкция турбобура с вставным ротором, к которому присоединяется вставное долото. Вставное долото состоит из двух основных узлов: механизма долота и режущих шарошечных комплектов.
Обобщающий комплексный критерий оценки эффективности работы шарошечных долот — эксплуатационные затраты на 1 м проходки, позволяющие учесть не только проходку на долото за рейс и механическую скорость проходки, но и стоимость одного часа работы буровой установки по затратам, зависящим от времени ее работы, а также стоимость долот.
Эксплуатационные затраты на 1 м проходки определяются по следующей формуле, р./м:
Назначение и классификация буровых долот
Буровое долото представляет собой один из основных инструментов для разрушения горных пород механическим способом. Исходя из того, какой вид имеет рабочая часть, различают:
Первый тип может состоять из одного или нескольких сферических или цилиндрических шарошек. Последние крепятся на подшипниках на цапфах секций. Могут использоваться подшипники скольжения, качения или же их сочетание.
Второй тип представляет собой кованый корпус, на котором размещаются лопасти. Их боковые грани армированы специальными зубками, которые упрощают калибровку стен скважин. Кроме этого, сами лопасти также армируются твердым сплавом – это делается для повышения их износостойкости и, соответственно, срока службы.
Кроме основной классификации, существует ещё немало типов и подвидов долота. Такое распределение позволяет легче ориентироваться в разнообразии и упрощает подбор подходящего под конкретную ситуацию долота. Подробнее о назначении, типах и сферах их применения – далее в статье.
Назначение буровых долот
Как было указано выше, буровые долота используются для того, чтобы пробурить нефтяную, газовую, водяную или любую другую скважину. Фактически, данный элемент выполняет следующие функции:
Долота широко применяются во многих сферах, где требуется пробурить грунт. К примеру, если нужно сделать колодец или же собрать информацию о составе почв и дать им оценку. Нефтяная и газовая промышленность не в состоянии обойтись без этого породоразрушающего оборудования, так как именно оно позволяет наиболее эффективно производить бурение скважин различного размера и глубины.
По назначению долота делят на три большие группы:
В геологоразведке часто используются колонковые виды, так как они позволяют достать образцы грунта.
Буровые долота и их классификация – это то, что необходимо тщательно изучить. Каждый тип имеет свои особенности и назначение. В частности, далее будут рассмотрены:
Эти виды наиболее часто применяются для бурения скважин нефтяного, газового или любого другого типа.
Шарошечные долота
Один из самых универсальных породоразрушающих инструментов, который широко применяется во всех отраслях. Он оказывает дробящий или дробяще-скалывающий эффект, тем самым формируя скважину нужного диаметра. Такое долото предназначено для абразивных и неабразивных пород любой твердости.
Устройство долота довольно сложное, так как базируется на подвижных элементах – подшипниках. Приваренные друг к другу секции оснащены вращающимися шарошками. Последние могут иметь конусообразную или цилиндрическую форму. Именно за счет них и происходит ударное или ударно-сдвигающее действие.
Последний метод наиболее эффективен, так как за счет проскальзывания шарошек удается произвести дополнительное скалывание.
От количества шарошек зависит и область применения инструмента:
Типы буровых долот шарошечного вида не имеют четкой специализации и при необходимости ничто не запрещает использовать одношарошечные вместо трехшарошечных.
Лопастное долото
По устройству такое долото значительно проще, чем шарошечное. Фактически, это просто корпус, к которому прикреплены несколько лопастей. Наиболее эффективно показывает себя этот породоразрушающий инструмент в мягких, рыхлых породах. Лопастное долото способно работать на высоких скоростях и, при благоприятных условиях, давать внушительные результаты бурения. К примеру, пройти за одну проходку около 1500 метров более чем реально.
На сегодняшний день представлены следующие виды буровых долот лопастного типа:
В списке выше все типы, кроме однолопастного, предназначены для довольно пластичных и мягких пород.
Последние три применяются, когда нужна нефтяная или газовая скважина, так как они имеют больший диаметр.
Для продления срока службы инструмента, используется армирование не только самой лопасти, но и её контактного края. Это позволяет понизить разрушающее воздействие пород, а также способствует образованию более гладких и ровных стенок скважин.
Алмазное долото
Если планируется, что скважина будет проходить через ряд различных по твердости пород, нередко применяются алмазные долота. Сам инструмент рассчитан на среднюю твердость, однако используется и тогда, когда твердые породы чередуются с мягкими. Оптимальными считаются породы средней твердости.
Разрушение слоев происходит за счет их истирания. Долото включает в себя алмазные режущие элементы, которые и обеспечивают уничтожение пород. Общая эффективность долота напрямую зависит от того, какого качества и величины алмазы используются.
По типу их расположения различают:
Кроме этого, существует классификация, которая опирается на расположение рабочих элементов:
Несмотря на довольно внушительные показатели и преимущества, алмазное долото является очень требовательным инструментом. Так, если при бурении нефтяной скважины на его пути попадется металлический объект или же просто слишком твердая горная порода, то инструмент выйдет из строя: алмазный элемент может расколоться или выпасть из корпуса. Впрочем, плохая промывка также приведет к тому, что долото выйдет из строя или же будет работать менее эффективно.
Фрезерное долото
Фрезерные типы буровых долот, по сравнению с другими видами породоразрушающих инструментов, гораздо проще по своему устройству, а также значительно прочнее и устойчивее. Конструкция такого долота представляет собой монолитный корпус. В него и запрессованны дробящие элементы, которые и обеспечивают высокую эффективность.
В отличие от своих аналогов, фрезерное долото не боится твердых прод или металлических элементов.
Несмотря на все свои плюсы, существует и ряд ограничений:
Тем не менее, данный породоразрушающий инструмент просто незаменим для бурения нефтяных, газовых и любых других скважин. Такое долото чаще всего используется в качестве вспомогательного элемента, однако в некоторых случаях применяется и как основное.
Бурение скважин
Долота специального назначения
Буровые долота специального назначения
Для бурения геологоразведочных скважин в особых геолого-технических условиях, а также при использовании специального бурового оборудования и для выполнения специальных задач при проходке скважин разработаны буровые долота специального назначения:
Шарошечные долота для гидро- и пневмоударного бурения
Шарошечные долота для гидро- и пневмоударного бурения наиболее перспективны для бурения в твердых и весьма твердых породах поскольку наложение ударных нагрузок на шарошечное долото позволяет интенсифицировать процесс разрушения породы и повысить скорость бурения.
Кроме того, использование долот совместно с ударными машинами позволяет бурить с пониженными осевыми нагрузками, что приводит к снижению интенсивности искривления скважин в процессе бурения.
Вместе с тем ударное воздействие предъявляет повышенные требования к прочности конструктивных элементов долота. С этой целью в конструкции заложены усиленные опоры скольжения к вооружение шарошек, гарантирующие эффективное применение долот в комплексе с гидро- и пневмоударниками.
Шарошечные долота для бурения с продувкой
Шпуровые шарошечные долота
Шарошечные долота для направленного бурения
Шарошечные долота для направленного бурения предназначены для искусственного искривления скважин.
Конструкции таких долот имеют специальное калибрующее вооружение на затылочном конусе шарошек и на периферийных венцах. Это вооружение должно обеспечивать боковое врезание в стенку скважины при проходке через отклонители различных типов, поэтому оно выполнено в виде твердосплавных зубков, максимально уменьшенных диаметров для обеспечения наибольшей насыщенности врезающейся части калибрующих конусов.
Шарошечное долото диаметром 76 мм для направленного бурения имеет большие габариты шарошек за счет увеличения угла наклона осей шарошек к оси долота и насыщенное вооружение на периферийных венцах из твердосплавных зубков размером 4 х 6 мм и термообработанных дисковых перемычек, расположенных между зубками.
Шарошечные долота для бурения с гидротранспортом шлама
Шарошечные долота для бурения с гидротранспортом шлама разработаны в нескольких конструктивных исполнениях. Они способны обеспечить получение крупных частиц породы при разрушении забоя, что очень важно для оценки содержания в породе полезных ископаемых.
Разработка конструкций таких долот ведется в двух направлениях:
В первом случае создаются шарошечные долота, у которых шарошки оснащены высокими твердосплавными зубками с клиновидной рабочей поверхностью, а во втором случае создаются комбинированные шарошечно-дисковые долота, у которых конструкция состоит из одной вертикальной шарошки, обрабатывающей периферийный участок забоя и наружный диаметр скважины, и другой, дисковой фрезерующей шарошки, расположенной с противоположной стороны и разрушающей поверхность забоя со сколом крупных частиц породы.
Колонковые шарошечные долота
Съемные раздвижные долота ДРС
Съемные раздвижные долота ДРС диаметрами 132/190 и 190,5/244 мм разработаны ВИТРом совместно с Сургутским отделением ЗапСибБУРНИПИ (изготовитель опытных образцов завод «Уралбурмаш»). Долота предназначены для бурения и одновременно расширения стволов гидрогеологических и инженерных скважин в горных породах средней твердости.
Долото. Виды и работа. Применение и особенности. Отличие от стамески
Долото – это объединяющее название, применимое к долбежному инструменту, используемому в столярном деле, а также буровых установках для подготовки скважин под добычу артезианской воды, нефти или газа.
Долото в деревообработке
Металлическая часть инструмента изготовляется из инструментальной стали. Она имеет высокую твердость, поэтому хорошо сохраняет заточку. Рукоятка вытачивается из твердой древесиной. Ее вершина изготовляется плоской и укомплектовывается металлическим кольцом. Это необходимо для предотвращения раскола при воздействии ударами.
Отличие от стамески
Если сравнивать долото и стамеску, то можно найти определенное сходство между данными инструментами. Несмотря на схожесть, это совершенно разные приспособления, принцип работы которыми совершенно отличается. При использовании стамески удары не применяются. Она просто вырезает углубления под давлением от физической силы мастера. Ее конструкция совершенно не предусматривает возможность ударов. У стамесок скругленная тыльная часть рукоятки без металлического кольца, поэтому если по ней бить, то она обязательно расколется по волокнам.
У стамески более тонкое лезвие, ее не удастся применять в качестве рычага, чтобы откалывать материал, в который произошло углубление. Также при пользовании долотом осуществляется более грубая обработка.
Виды инструмента
Инструмент разделяется на два вида в зависимости от области применения:
Плотницкий используется для выполнения более грубой работы, когда нужно подготавливать пазы или снимать материал при строительстве стропильной системы перекрытия, обработке лагов пола, или возведении деревянного сруба. У плотницких долот широкое лезвие, что обеспечивает большой захват. Длина подобного инструмента составляет от 30 см и более. Такое приспособление больше напоминает миниатюрную лопатку.
Столярная разновидность инструмента значительно уже. Ширина лезвия редко превышает 15 мм. Долото используется при выполнении более тонкой работы, к примеру, при обработке заготовок в производстве мебели и оконных рам. Именно столярным долотом осуществляется врезка замков в дверь.
Как пользоваться
При использовании инструмента необходимо обеспечить надежное закрепление заготовки. Перед началом работы осуществляется нанесение разметки карандашом или мелом. Сначала с помощью долота создается насечка по нарисованному контуру. Осуществляется вырубка линии по поперечным волокнам древесины. Далее начинается контролируемое снимание стружки. Также допускается использование инструментов в качестве рычага, чтобы осуществлять скалывание.
При использовании долота проводится довольно большой захват материала древесины. Это дает возможность действовать намного быстрее, чем при использовании стамески. Несмотря на то, что по инструменту осуществляется воздействие ударами, качественное выполнение работы возможно только при хорошей заточке режущей кромки. Особенно это важно при разрезании волокон. Для предотвращения образования задиров, лучше всего при работе с инструментом выставлять угол воздействия на заготовку по направлению роста волокон, как и в случае с рубанком. Также это предотвратит неконтролируемое чрезмерное скалывания материала в глубину.
При пользовании инструмента также желательно избегать обработки дерева на участках с сучками, если линия углубление проходит прямо через них. В этом случае сложно предотвратить контролируемое скалывание материала, что вызовет порчу заготовки.
Слабые стороны инструмента
Поскольку долото это ударный инструмент с деревянной ручкой, то несмотря на наличие защитного металлического кольца она склонна к растрескиванию. По мере износа существует риск того, что рукоятка расколется и поранит руку. В связи с этим за ней требуется наблюдать и проводить замену при появлении трещин или больших сколов. При наличии подобных дефектов рукоятка обязательно вскоре расколется.
Что касается техники безопасности, то намного менее травмоопасно пользоваться острым инструментом, чем тупым. При достаточной остроте режущей кромки по рукояти долота можно ударять слабее, что снизит риск ее раскалывания. В случае же с тупым лезвием добиться съема стружки будет возможно только при сильном воздействии, способным разрушить целостность инструмента.
Технология заточки
При использовании электрического наждака большинство абразивных кругов имеет меньшую ширину, чем лезвие долота. В связи с этим прижимать инструмент стоит к боковой стороне круга. В этом случае возможно хорошо просматривать угол контакта, чтобы предотвратить порчу заводского спуска. На наждаке можно сделать только черновую заточку и выбрать возможные повреждения режущей кромки. К примеру, полученными в результате контакта с мелкими гвоздями, находящимися в древесине. После грубого круга желательно провести доводку остроты вручную или переставить на наждаке абразив с более мелким зерном. Лезвие желательно периодически смачивать в воде, чтобы предотвратить перегрев металла, что приведет к ухудшению режущих свойств.
Буровое долото
Применение бурового долота позволяет проводить механическое разрушение горных пород. Инструмент используется в качестве рабочей насадки устанавливаемой на штангу буровых установок.
По принципу воздействия его делят на два вида:
Шарошечное долото используется для бурения скважин для добычи нефти или газа в твердых породах. Лопастной инструмент применяется на более мягких грунтах. Шарошечная разновидность получила свое название благодаря тому, что состоит из нескольких сферических или цилиндрических шарошек. Лопастная разновидность представляет собой кованый корпус, на котором закрепляются лопасти. Боковые грани имеют специальные зубья, применяемые для калибровки стен получаемой в результате бурения скважины.
Шарошечные
Инструменты данного типа является универсальными породоразрушающими приспособлениями. Они используются во всех областях. С их помощью осуществляется дробления породы благодаря скольжению шарошек, которые закрепляются на подшипниках. То, что рабочая часть инструмента прокручивается, предотвращает его остановку под нагрузкой. Использование долота шарошечного типа дает возможность работать с абразивными и не абразивными породами.
Шарошки оснащаются шипами, сделанными из твердых материалов, значительно превосходящих породу, в которой осуществляется бурение. Зачастую для предотвращения переохлаждения инструмента на него осуществляется подача воды. Функциональность бурового долота шарошечного типа зависит от количества имеющихся шарошек. Наличие только одного дает возможность углубляться на большую глубину. Шарошечные инструменты с двумя кулачками применяются при геологических разведках. Самыми распространенными являются трехшарошечные долота, которыми пользуются в нефтяной и газовой промышленности. При необходимости работы в сложных условиях с большим количеством каменной породы применяются четырехшарошечные инструменты.
Лопастные
Долото лопастного типа имеет более простое устройство, чем шарошечное, поэтому и стоит дешевле. У него имеется несколько лопастей, которые хорошо работают в мягких и рыхлых породах, но способных к разрушению при попадании на камни. Такой инструмент используется на высоких оборотах. При его применении возможно осуществлять проходку на глубину более 1500 м. Количество лопастей может колебаться от 1 до 6. Чем их больше, тем легче работать в пластичных и мягких породах.
Буровой инструмент: виды и конструктивные особенности долот
1 февраля 2020
Для проходки твердых пород при бурении скважин используются долота. В зависимости от конструкции, можно выделить три типа:
Разная конструкция предполагает и разное назначение режущих элементов. В то же время, все типы буровых долот применяются для вращательного бурения; при необходимости ударного воздействия на породу стоит использовать другие разрушающие элементы.
Назначение буровых долот
Как было указано выше, буровые долота используются для того, чтобы пробурить нефтяную, газовую, водяную или любую другую скважину. Фактически, данный элемент выполняет следующие функции:
Долота широко применяются во многих сферах, где требуется пробурить грунт. К примеру, если нужно сделать колодец или же собрать информацию о составе почв и дать им оценку. Нефтяная и газовая промышленность не в состоянии обойтись без этого породоразрушающего оборудования, так как именно оно позволяет наиболее эффективно производить бурение скважин различного размера и глубины.
По назначению долота делят на три большие группы:
В геологоразведке часто используются колонковые виды, так как они позволяют достать образцы грунта.
Буровые долота и их классификация – это то, что необходимо тщательно изучить. Каждый тип имеет свои особенности и назначение. В частности, далее будут рассмотрены:
Эти виды наиболее часто применяются для бурения скважин нефтяного, газового или любого другого типа.
Шарошечные долота
Один из самых универсальных породоразрушающих инструментов, который широко применяется во всех отраслях. Он оказывает дробящий или дробяще-скалывающий эффект, тем самым формируя скважину нужного диаметра. Такое долото предназначено для абразивных и неабразивных пород любой твердости.
Устройство долота довольно сложное, так как базируется на подвижных элементах – подшипниках. Приваренные друг к другу секции оснащены вращающимися шарошками. Последние могут иметь конусообразную или цилиндрическую форму. Именно за счет них и происходит ударное или ударно-сдвигающее действие.
Последний метод наиболее эффективен, так как за счет проскальзывания шарошек удается произвести дополнительное скалывание.
От количества шарошек зависит и область применения инструмента:
Типы буровых долот шарошечного вида не имеют четкой специализации и при необходимости ничто не запрещает использовать одношарошечные вместо трехшарошечных.
Все зависит от того, какой именно должна в итоге получиться нефтяная или какая-либо другая скважина.
Лопастное долото
По устройству такое долото значительно проще, чем шарошечное. Фактически, это просто корпус, к которому прикреплены несколько лопастей. Наиболее эффективно показывает себя этот породоразрушающий инструмент в мягких, рыхлых породах. Лопастное долото способно работать на высоких скоростях и, при благоприятных условиях, давать внушительные результаты бурения. К примеру, пройти за одну проходку около 1500 метров более чем реально.
На сегодняшний день представлены следующие виды буровых долот лопастного типа:
В списке выше все типы, кроме однолопастного, предназначены для довольно пластичных и мягких пород.
Последние три применяются, когда нужна нефтяная или газовая скважина, так как они имеют больший диаметр.
Для продления срока службы инструмента, используется армирование не только самой лопасти, но и её контактного края. Это позволяет понизить разрушающее воздействие пород, а также способствует образованию более гладких и ровных стенок скважин.
Алмазное долото
Если планируется, что скважина будет проходить через ряд различных по твердости пород, нередко применяются алмазные долота. Сам инструмент рассчитан на среднюю твердость, однако используется и тогда, когда твердые породы чередуются с мягкими. Оптимальными считаются породы средней твердости.
Разрушение слоев происходит за счет их истирания. Долото включает в себя алмазные режущие элементы, которые и обеспечивают уничтожение пород. Общая эффективность долота напрямую зависит от того, какого качества и величины алмазы используются.
По типу их расположения различают:
Кроме этого, существует классификация, которая опирается на расположение рабочих элементов:
Несмотря на довольно внушительные показатели и преимущества, алмазное долото является очень требовательным инструментом. Так, если при бурении нефтяной скважины на его пути попадется металлический объект или же просто слишком твердая горная порода, то инструмент выйдет из строя: алмазный элемент может расколоться или выпасть из корпуса. Впрочем, плохая промывка также приведет к тому, что долото выйдет из строя или же будет работать менее эффективно.
Фрезерное долото
Фрезерные типы буровых долот, по сравнению с другими видами породоразрушающих инструментов, гораздо проще по своему устройству, а также значительно прочнее и устойчивее. Конструкция такого долота представляет собой монолитный корпус. В него и запрессованны дробящие элементы, которые и обеспечивают высокую эффективность.
В отличие от своих аналогов, фрезерное долото не боится твердых прод или металлических элементов.
К примеру, его часто используют для того, чтобы пробить бетонную или цементную пробку. Если по какой-то причине в скважине осталась шарошка, то её убирают именно с помощью фрезерных долот.
Несмотря на все свои плюсы, существует и ряд ограничений:
Тем не менее, данный породоразрушающий инструмент просто незаменим для бурения нефтяных, газовых и любых других скважин. Такое долото чаще всего используется в качестве вспомогательного элемента, однако в некоторых случаях применяется и как основное.
Конструкция шарошечных долот
Шарошечные долота могут иметь различное число шарошек, обычно до 6, причем каждая шарошка может быть одно-, двух- и трехконусной со смещением и без смещения оси вращения относительно долота.
Различают конструкции долот на секционные и корпусные. В том или ином виде они выполняются в зависимости от диаметра. Для большого диаметра бурения используются долота корпусные, цельнолитые, а для скважин небольшого диаметра используются секционные долота, которые сварены из двух или трех секций.
Кроме того, соединительная резьба у секционных долот наружная конусная (нипель), а у корпусных внутренняя конусная (муфта).
Конструкция корпусного долота
Корпусное трехшарошечное долото.
1 – литой корпус; 2 – муфтовая присоединительная резьба; 3 – сварной шов; 4 –вставные лапы; 5 – цапфа; 6, 7, 8 – подшипники; 9 – шарошка; 10 – центральное промывочное отверстие.
Что это такое – долото?
У людей, не имеющих отношения к добыче ископаемых, этот инструмент ассоциируется чаще всего с орудием ручного труда, предназначенным для обработки древесных пород. Сегодня буровое долото совершенно не имеет ничего общего со столярным инструментом. Но ранние бурильные техники, необходимые для проходки скважин, напоминали ударными методами плотницкую работу по дереву.
В тот период долото для бурения имело внешнее сходство с инструментом столяра. Современные технологии шагнули далеко вперёд, внешний вид бурильного оборудования изменился, а термин сохранился.
Многочисленные модернизации существенно расширили возможности этого инструмента. Разнообразие форм и размеров долот позволяет подобрать бурильное оборудование для работ любого типа, значительно повышая скорость бурения и качество скважин. Современные производители предлагают долота с диаметром от 46 мм до 1000 мм.
Лопастные долота
Схема буровой установки и движение жидкости.
Инструменты лопастного типа отличаются от шарошечных относительной простотой в конструкции и в технологии их производства. Отличаются они и по уровню твердости обрабатываемых горных пород. Лопастные бурильные элементы хорошо показывают себя на высоких скоростях вращения при работе на мягких, вязких, несцементированных породах, характеризующихся высокой степенью рыхлости и пластичности.
Благодаря своим конструкционным особенностям, такие долота в подходящих для них породах способны давать результат в сотни метров (иногда до 1500 м) проходки за один рейс.
Однако высокая скорость проходки с помощью данного типа ПРИ сопряжена с периодической необходимостью расширять диаметр скважины перед использованием очередного нового долота. Кроме того, поскольку породоразрушающие части лопастных долот постоянно соприкасаются с породой, они изнашиваются быстрее, чем шарошечные долота.
Схема одношарошечного долота.
Согласно отраслевым стандартам, на сегодняшний день известны следующие разновидности лопастных долот:
Трехлопастные долота, долота трехлопастные истирающе-режущего действия и долота шестилопастные истирающе-режущего действия применяют с целью формирования в горных породах скважин для нефте- и газодобычи.
Виды долот по воздействию на грунт
Дробящие – подобные шарошечные долота применяются для разработки пород любой плотности. Вращаясь вокруг своей оси и вокруг основного стержня, клиновидные шарошки разрушают твёрдую породу путём дробления и скалывания грунта. Применяются в разных отраслях, в основном для добычи нефти и газа, а также для бурения взрывных и геологоразведочных скважин.
Режуще-истирающие – это алмазные насадки с твёрдосплавными штырями, которые используются при прохождении скважин в твёрдых породах или смешанных грунтах. По конструкции бывают ступенчатые, спиральные и радиальные. Для прочного удержания режущего алмазного покрытия матрица головок изготавливается из металлического порошка.
Режуще-скалывающие – такие лопастные насадки применяются для бурения скважин глубиной до 30 метров в рыхлых и неплотных породах. Наклонённые в сторону вращения ротора лопасти разрушают мягкий грунт, срезая и скалывая его пласты. Чаще используются для бурения геологоразведочных скважин и требуют обязательной очистки забоя промыванием или шнековым устройством.
Устройство и конструктивные особенности долота
Конструкция бурового инструмента долото полностью подчинена выполняемым функциям. Оно имеет вращающуюся головку из твердого материала, которая позволяет измельчать самые прочные слои горных пород и продвигаться на необходимую глубину. При этом скорость бурения не будет слишком высокой, но зато ни одно препятствие на пути не сможет остановить машину.
Разработка месторождений полезных ископаемых очень часто требует нестандартный подход, так как условия залегания у них довольно часто представляют определенную сложность для разработки. Поэтому нужно быть готовыми к внедрению дополнительных мер по преодолению проблемных участков.
Всего выделяют несколько типов долот буровых шарошечных, используемых на практике:
Между собой они отличаются количеством вращающихся элементов, служащих для дробления горных пород. Одношарошечный элемент используется для работы с самыми простыми ситуациями. Соответственно, с увеличением количества рабочих механизмов растет и функциональная возможность по бурению наиболее твердых пород. Во время работы уже станет понятно, какое именно долото подойдет, так как заранее невозможно просчитать геологическое строение на несколько километров вниз. Поэтому придется тщательно следить за показаниями контролирующих датчиков и вовремя менять насадки, чтобы не перегружать машину излишними нагрузками.
Лучше всего раскроет суть инструмент фото бурового долота. На нем можно увидеть все особенности конструкции элемента, о которых строит знать. При этом также важной информацией для пользователя будет отсутствие возможности осуществления ремонта. Если долото ломается, то его можно отправить только на переработку. Пробовать заварить металл и вернуть деталь к жизни не стоит, так как она не прослужит и одного метра.
Трёхшарошечные насадки
Шарошечное бурильное долото может состоять из одной, двух, трёх, четырёх или шести шарошек цилиндрической, конической или сферической формы. Для бурения глубоких скважин в основном применяется одношарошечное долото. Долото с тремя шарошками состоит из трёх секций. Каждая секция трёхшарошечного долота имеет лапу в виде двугранного угла (1200), опорный подшипник, насадку гидромониторного канала, замковый палец и шарошку с зубьями. В поперечном сечении 3 соединённые вместе лапы образуют круг. Вращаясь и совершая поступательные перемещения, двигается сквозь породу долото. Буровой механизм с шарошками разрушает ее, совершая поворотные движения одновременно с долотом.
Наиболее часто в бурильных работах на нефтяных и газовых месторождениях используются трёхшарошечные долота. Кроме того, тройные головки активно применяются в строительстве, при проделывании шпуров и водозаборных скважин, для бурения отверстий при сейсмической разведке и во многих других видах работ.
Цена на покупку комплектующих
Цена на буровые долота начинается с нескольких сотен рублей и растет до десятков тысяч. Тут важную роль играют такие параметры, как габариты и тип строения элемента. При покупке для промышленных масштабов лучше сразу брать полный комплект, так как никогда нет уверенности, что в один момент не может понадобиться деталь, которая ранее никогда не использовалась. И если был куплен набор, то она всегда под рукой.
Осуществлять покупку стоит только у проверенных продавцов, которые не подсунут брак или подделку. Внешне контрафактная деталь никак не будет отличаться от оригинала и даже опытный мастер не всегда сможет правильно определить, где качественный элемент, а где одноразовый. Так что лучше не рисковать и покупать только сертифицированные товары, пускай и стоить они будут дороже. Зато это позволит сэкономить массу рабочего времени и не заставит в конечном итоге заплатить дважды за одно и то же.