О сайтеКарта сайта
КонтактыВопросы эксперту

Какие бывают виды буровых долот?

Дата: 26.03.2015
Просмотров: 720
Комментариев:
Рейтинг: 52

Существующие виды буровых долот можно разделить в зависимости от назначения, исполнения и разрушения породы. По назначению долота бывают сплошными (которые предназначены для разрушения скважины по периметру всего забоя), с отбором керна (центральная часть забоя оставляется, порода разрушается не до конца) и особых предназначений (фрезер, расширитель и т. д.). По исполнению существуют долота лопастного типа, шарошечного, ступенчатого, пикообразного.

Виды лопастных долот

Виды лопастных долот.

Буровые долота по воздействию делят на режуще-скалывающие, дробяще-скалывающие, режуще-истирающие. Первое название носит лопастное буровое долото, второе — шарошечное, третье — алмазное. Каждый из вышеперечисленных видов имеет свое применение и индивидуальные характеристики. Однако задача у них одна — пробурить скважину на необходимую глубину. Сделать долото своими руками почти невозможно, так как требуются детали, которые закрепляются на производственных предприятиях. Рекомендуется приобретать долота в комплекте с буровыми установками, чтобы обеспечить высокое качество работы.

Лопастные долота

Принцип работы такого приспособления основывается на скалывании и срезании горных пород. Буровое долото лопастного типа можно сделать своими руками. Для этого вам нужно придерживаться несложной схемы: свариваете мягкую сталь с наплавкой твердоплавкого типа режущих кромок. Второй вариант самодельного устройства: основная часть детали варится из мягкой стали, а вторая — из зубильных лезвий. Инструмента вам много не понадобится — нужен только сварочный аппарат. Однако если у вас нет опыта работы с подобным приспособлением, то лучше доверить дело специалисту.

Схема трехлопастного долота

Схема трехлопастного долота.

Лопастные долота используются для мягкой породы или рыхлой. У них достаточно преимуществ перед другими видами буровых устройств, но есть один недостаток: чем глубже проникает буровое долото в землю, тем больше уменьшается диаметр ствола.

Использование долота данного вида предусматривает обязательную обработку скважины. Лопастное оборудование режущего типа применяется для бурения скважин геологоразведочных на небольшие глубины. Долота рассматриваемого вида не годны к глубинам более 50 м, предназначены они исключительно для почвы мягкой породы.

Технические характеристики

Лопастные долота делятся на 2 типа: М и МС. Первый тип служит для бурильных работ по мягкому грунту, второй — для пород средней твердости.

Оборудование может быть с наличием калибрирующего сектора, опережающим лезвием или вогнутыми лопастями. Каждый из вариантов служит для определенных работ и имеет особенности расположения отверстий для промывки. Долота М типа обуславливаются наличием гидромониторных и струйных насадок.

Схема режущего долота ИСМ первой модификации

Схема режущего долота ИСМ первой модификации.

Лопастное буровое долото состоит из двух частей: корпуса (который куется заранее) и дополнительной резьбы, которая представляет собой 3 лопасти (в отдельных случаях приваривается большее количество). Двухлопастное бурильное оборудование отличается неотъемлемой частью. Корпус и резьба свариваются друг с другом. Чтобы повысить качество и продлить срок службы такого долота, его покрывают (армируют) сплавом твердого типа. Схема действия примерно такая: на переднюю часть лопасти крепятся пластины твердого сплава (с помощью сварочного аппарата) на специальные пазы, заранее фрезерованные.

Цилиндрические зубцы армируются в боковые части долота. Они прессуются в проделанные отверстия. Твердый сплав наполняет свободные промежутки, образовавшиеся между зубцами.

Второй вид лопастного долота приспособлен для отбора керна и обуславливается наличием шарошечных и бурильных головок. Они делаются со съемным (несъемным) керноприемником. Изготавливаются эти детали специально для керноприемного оборудования. Благодаря колонковым долотам с таким керновым устройством, можно отбирать керн с забоя скважины без процесса поднятия колонны для бурения.

Конусообразная форма ребер позволяет смещаться разрушенной породе в центральную часть колонны. Элементы, которые разрушают породу, армируются различными формами в виде квадрата, многогранника или круга.

Схема колонкового долота

Схема колонкового долота.

Лопастные долота с отбором керна имеют коронки, задача которых заключается в бурении мягких пород (в составе могут быть твердые пропластки). Буровая коронка применяется для вращательного способа бурения с кольцевым забоем. Состоит из корпуса, матрицы и промывочного канала. Буровые коронки бывают алмазными и твердосплавными. Работоспособность оборудования зависит от качества коронок.

Оборудование этого типа устроено следующим образом: его торец конусообразной формы не допускает заклинивания грунта, а наружная часть имеет пазы. Особой деталью приспособления являются тороидальные канавки, которые располагаются на уступе внутренней стороны. Они способствуют переходу от нисходящего потока к восходящему (при условии, что имеется патрубок керноприемной трубы).

Долота малогабаритного размера с режущим элементом, предназначенным для процесса буровых работ с мягкой почвой или породы с прослойками. Бурильные работы производятся с помощью очистки забоя агентом для промывания или шнековым устройством. Таким образом, порода разрушается по принципу резания.

Чаще всего буровое оборудование используется для геологоразведочных скважин, а также с целью обустройства колодца. В зависимости от уровня сложности работы, долотом можно бурить до 15 часов без остановки. По сравнению с применением тяжелого оборудования нефтяного типа, это время минимальное (такое буровое устройство работает до 200 часов). Однако практичность и удобство процесса бурения легкими установками дает им преимущество.

Схема трехшарошечного долота

Схема трехшарошечного долота.

Лопастные долота режущего вида способны бурить до момента загрязнения режущих кромок (твердосплавных резцов и крупнозернистого сплава). Это объясняется медленным процессом истирания в промежутке от периферийной области до центра бурильного оборудования. Центральная часть долота является основной частью всего устройства, она определяет качество работы, изнашивается меньше остальных. Однако ее повреждение или износ приостанавливает бурение скважины. Ее загрязнение или неполадки в работе ведут к резкому снижению удельной нагрузки на кромки, задача которых — резать и разрушать породу.

Бурильные работы шарошечным долотом

Этот вид долота обуславливается скалыванием и дроблением породы. Предназначено такое устройство для бурения скважин с целью добычи газа или нефти. Оборудование выглядит так: комбинация сложного типа с вращающимися зубьями разных размеров.

Используются долота шарошечного вида для бурильных работ всех уровней твердости породы. Благодаря этому универсальному свойству, имеют широкое применение. Своими руками сделать такую установку невозможно, рекомендуется приобрести.

Данное оборудование содержит инструмент вращательного бурения с наличием карьерных станков и шарошки, которая имеет зубья различной длины и конфигурации. В нее могут быть впрессованы штыри на основе твердого сплава. Карбид вольфрама (из которого сделаны зубья) способен разрушить любую горную породу, от самой мягкой до твердой.

Шарошечное долото используется для бурения:

  • разведочных скважин;
  • эксплуатационных;
  • поисковых;
  • разведочных;
  • инженерно-геологических и др.
Схема одношарошечного долота

Схема одношарошечного долота/

По технологии и конструкции это оборудование отличается сложностью изготовления. Они бывают одно- двух- трех- четырехшарошечное.

Особенности конструктивных параметров:

  1. Ось шарошек и их вершины относительны оси долота.
  2. Угол наклона оси шарошки определяется осью устройства.
  3. Количество конусов на шарошках.
  4. Месторасположение зубьев венца.
  5. Своеобразие геометрических параметров элементов долота.

Данный тип оборудования применим к бурению геологоразведочных скважин и скважин для взрывания. Особенно необходим он для разрушения крепких пород. Изобретение долота с наличием шарошек конусной формы принадлежит США.

Бурильное долото шарошечного типа считается неотъемлемым элементом буровых работ. В России стал популярен благодаря быстрому и эффективному бурению скважин для нефти и газа.

С помощью шарошек, которые сделаны из твердой стали или сплава, разрушаются крепкие горные породы. Они вращаются, закрепленные на опорах долота, а вместе с ними вращается и само оборудование, прижимаясь при этом к забою.

Колонковая бурильная коронка может состоять из множества шарошек разной формы. Элементом породоразрушения являются зубки из сплавленной стали или фрезерованные зубья. Их комбинация способствует эффективному разрушению любой породы. Для повышения стойкости шарошек к всевозможным повреждениям, их заливают сплавом из карбида вольфрама. Форма и параметры этого оборудования (угол заострения, длина и расположение зубьев) зависит от свойств породы. Для бурильных работ применяются зубья с клиновидной формой на конусе.

Чтобы разрушить твердую породу, используются опоры в конструкции долота. Герметизация опор необходима для сложных работ.

Шарошечные долота бывают цельнокорпусной конструкции и секционной. Первый тип долот характерен свариванием лап с шарошками, второй — свариванием отдельно взятой секции.

Алмазные буровые долота

Системы очистки забоя скважины и охлаждения шарошечного долота

Системы очистки забоя скважины и охлаждения шарошечного долота.

Этот вид оборудования обуславливается наличием алмазных элементов, которые режут и, следовательно, разрушают породу. Качество такого оборудования зависит от параметров алмазов. Могут применяться как натуральные, так и искусственные камни, но чаще всего используется карбонад.

Долото из алмаза состоит из матрицы и конуса на основе стали (которая имеет конусную замковую резьбу). Долота этого вида различаются между собой системой промывки, качеством алмазов и особенностями конструкции.

Матрица — неотъемлемая часть бурильного оборудования алмазного типа, производится из металлического порошка.

Порошок обеспечивает хорошее удержание режущего покрытия.

Алмазные бурильные долота подразделяются на ступенчатые, радиальные и спиральные. Спиральный вид бурильного оборудования содержит спирали, которые сделаны из алмазов, и отверстия для промывки. Таким долотом обрабатываются малоабразивные и среднеабразивные земли.

Радиальные долота обуславливаются наличием выступов. В промежутках между этими секторами (которые образуют выступы) есть каналы для промывания. Предназначено подобное оборудование для малоабразивных пород, которые имеют среднюю твердость. Может применяться и для твердого грунта.

Своеобразие ступенчатого долота для бурильных работ — в форме ступенек. Используется при способах бурения турбинным и роторным методом. Применяются для всех малоабразивных пород.