Долота для способа бурения

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:

• шарошечные долота – бурение нефтяных, газовых скважин
• лопастные долота – бурения мягких и среднетвердых пород.

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:

• разрушение грунта в забое;
• глубинная проходка;
• выравнивание стенок скважины.

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:

• для сплошного бурения – разрушение в одной плоскости или ступенчато;
• для колонкового бурения – разрушение по периферии;
• специальные.

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:

• одношарошечные – для бурения скважин на большую глубину;
• двухшарошечные – в геологоразведке;
• трехшарошечные – нефтяные, газовые скважины;
• четырехшарошечные – для сложных условий.

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:

• однолопастные – для цементных пробок;
• двухлопастные;
• трехлопастные;
• трехлопастные, истерающе-режущие;
• шестилопастные.

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:

• однослойное долото;
• многослойное долото.

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:

• не подходят для вязких пород;
• невозможна быстрая проходка;
• довольно примитивный способ промывки.

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

Источник

Долота и виды долот, применяемых в бурении

Существуют различные виды долот, они отличаются по назначению, исполнению, разрушению породы. По назначению:

• сплошные;
• с отбором крена;
• особого предназначения

• лопастный тип;
• шарошечный;
• ступенчатый;
• пикообразный.

Буровые долота делятся на:

• режуще-скалывающие;
• дробяще-скалывающие;
• режуще-истирающие.

Задача у данного инструмента заключается в том, чтобы создать скважину необходимой глубины. Специалисты советуют приобретать инструмент совместно с буровыми установками.

ЛОПАСТНЫЕ ДОЛОТА

Инструмент сказывает и срезает породы, лопастный инструмент можно создать собственноручно. Но оптимальный решением будет довериться специалисту. Лопастные устройства подходят для мягких и рыхлых пород. Среди особенностей стоит выделить, что при глубоком проникновении диаметр ствола уменьшается. Идеальное решение для создания скважин на небольшой глубине. Глубина не должна превышать 50 метров.

О технических особенностях

Существует два типа:

1. М служит для работ по мягкому грунту.
2. МС — для средней твердости.

Лопастное буровое долото первой модификации состоит из корпуса и дополнительной резьбы. При этом корпус и резьба свариваются друг с другом, вся конструкция армируется. А второй вид лопастного долота приспособлен для отбора керна. У него имеются шарошечные и бурильные головки. С таким устройством можно отбирать керн с забоя скважины, не поднимая колонну. Составляющие, которые предназначены для разрушения поро

Если рассматривать колонковое долото, то оно отличается наличием коронки. Она необходима для бурения вращательным способом, при этом различаются алмазные и твердосплавные коронки. Такое изделие имеет тороидальные канавки, они находятся на уступе внутренней стороны. Канавки необходимы для перехода от нисходящего потока к восходящему.

Малогабаритные устройства используются для мягкого грунта и пород с прослойками. При работах забой промывается специальным агентом.

Оборудование чаще всего применяется для геологоразведческих скважин. Оно используется для создания колодцев, при этом может использоваться на протяжении 15 часов.

Рассматривая долота режущего вида, стоит отметить, что они могут бурить до загрязнения кромок. Основной частью устройства считается центральная часть, от нее зависит качество проводимых работ. Ее поломка будет означать остановку проводимых работ.

Лопастные буровые долота

Этот инструмент применяется при бурении скважин в породах до V категории по буримости с применением в качестве очистного агента промывочной жидкости или воздуха. Чаще остальных встречаются трехлопастные модели, которые обеспечивают высокую скорость проходки. Если приходится иметь дело с породами VI — V категории, то рекомендуется использовать долота с четырьмя или шестью лопастями.

Для снижения абразивного воздействия на конструкцию инструмента предусмотрены твердосплавные наплавки. Кроме того, для повышения длительности использования предусмотрена возможность оперативной замены режущих зубцов.

В линейке инструментов производства АО «Геомаш» представлены буровые долота лопастного типа с внешним диаметром от 112 до 295 мм. Также при выборе следует учитывать в виду диаметр соединения. В случае, если породоразрушающий инструмент и бурильная штанга имеют разную резьбу, то придется воспользоваться переходником или, если это невозможно, купить подходящее долото.

Шарошечное долото

Такое устройство позволяет не только скалывать, но и дробить породу. Оно используется при добыче нефти, газа, является комбинацией сложного типа. Могут применяться для пород любой твердости, за счет чего отличаются широкой сферой использования. В данном оборудовании имеется инструмент вращательного бурения с карьерными станками шарошками. Может применяться для скважин различного назначения, это и поисковые, и эксплуатационные, и инженерно-геологические.

Рассматривая конструкцию, стоит отметить сложность создания оборудования. Стоит перечислить особенности конструкции:

1. Необычная геометрия составляющих.
2. Угол наклона оси зависит от оси изделия.
3. Необычное положение зубьев венца.

В нашей стране устройство приобрело популярность за счет быстрого создания скважин для добычи нефти и газа. Шарошечные устройства могут представлять собой целостную конструкцию, а могут быть секционными.

Главная: О бурении: Бурение нефтяных и газовых скважин: Буровые установки, оборудование и инструмент: Буровой инструмент: Долота

Долота

/Основной буровой инструмент/

бывают лопастные, шарошечные, алмазные и твердосплавные.

Лопастные долота (рис. 17) выпускаются трех типов: двухлопастные, трехлопастные и многолопастные. Под действием нагрузки на забой их лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента — скалывают ее. В корпусе долота имеются отверстия, через которые жидкость из бурильной колонны направляется к забою скважины со скоростью не менее 80 м/с. Лопастные долота применяются при бурении в мягких высокопластичных горных породах с ограниченными окружными скоростями (обычно при роторном бурении).

Рис. 17. Лопастное долото:

1 — головка с присоединительной резьбой; 2 — корпус; 3 — лопасть; 4 — промывочное отверстие; 5 — твердосплавное покрытие; 6 — режущая кромка.

Шарошечные долота (рис. 18) выпускаются с одной, двумя, тремя, четырьмя и даже с шестью шарошками. Однако наибольшее распространение получили трехшарошечные долота. При вращении долота шарошки, перекатываясь по забою, совершают .сложное вращательное движение со скольжением. При этом зубцы шарошек наносят удары по породе, дробят и скалывают ее. Шарошечные долота успешно применяются при вращательном бурении пород самых разнообразых физико-механических свойств. Изготавливают их из высококачественных сталей с последующей химико-термической обработкой наиболее ответственных и быстроизнашивающихся деталей, а сами зубки изготавливаются из твердого сплава.

Рис. 18. Шарошечное долото:

1 — корпус с резьбовой головкой; 2 — лапа с опорой; 3 — шарошка.

Алмазные долота (рис. 19) состоят из стального корпуса и алмазонесущей головки, выполненной из порошкообразной твердосплавной шихты. Центральная часть долота представляет собой вогнутую поверхность в форме конуса с каналами для промывочной жидкости, а периферийная зона — шаровую поверхность, переходящую на боковых сторонах в цилиндрическую.

Рис. 19. Алмазное долото:

1 — корпус; 2 — матрица; 3 — алмазные зерна.

Алмазные долота бывают трех типов: спиральные, радиальные и ступенчатые. В спиральных алмазных

долотах рабочая часть имеет спирали, оснащенные алмазами и промывочные отверстия. Долота этого типа предназначены для турбинного бурения малоабразивных и среднеабразивных пород.
Радиальные алмазные
долота имеют рабочую поверхность в виде радиальных выступов в форме сектора, оснащенных алмазами; между ними размещены промывочные каналы. Долота данного типа предназначены для бурения малоабразивных пород средней твердости и твердых пород как при роторном, так и при турбинном способах бурения.
Ступенчатые алмазные
долота имеют рабочую поверхность ступенчатой формы. Они применяются как при роторном, так и турбинном способах бурения при проходке малоабразивных мягких и средней твердости пород.

Применение алмазных долот обеспечивает высокие скорости бурения, снижение кривизны скважин. Отсутствие опор качения и высокая износостойкость алмазов повышают их срок службы до 200…250 ч непрерывной работы. Благодаря этому сокращается число спуско-подъемных операций. Одним алмазным долотом можно пробурить столько же, сколько 15…20 шарошечными долотами.

Твердосплавные долота отличаются от алмазных тем, что вместо алмазов они армированы сверхтвердыми сплавами.

• Долота
• Бурильные трубы, замки, центраторы и др.
• Пример компоновки бурильной колонны

Классификация бурового инструмента

Буровая головка является главным элементом оборудования механизма для сплошного бурения скважин под строительные и промышленные нужды. Буры крепятся к рабочей трубе и выполняются в различных конструктивных модификациях в зависимости от особенности выполняемых работ и способа бурения скважины.

По типу воздействия на грунт буры разделяются на:

• дробящие (шарошечные);
• режущие-истирающие (алмазные);
• режуще-скалывающие (лопастные).

Для работы с неплотными или рыхлыми породами применяется буровая головка с насадками в виде лопастей. Вращательное движение данных лопастей производит разрушающее воздействие на грунт. Для разбивания пород средней твердости и крепких пород используются буры шарошечного типа, которые осуществляют ударное воздействие на грунт при помощи зубьев, расположенных на шарошках. Для работ вспомогательного характера (бурение цементных образований, работ по обустройству уже готовой скважины) применяют снаряжение фрезерного типа.

Так как буровой долото подвергается значительным нагрузкам разного характера в процессе работы, для укрепления поверхность лопастей (шарошек) армируется сплавами высокой плотности.

Для работы с породами перемежающейся твердости используют породоразрушающие элементы с твердосплавными штырями или алмазными зернами.

К функциональным характеристикам данного инструмента относится не только разрушение грунта, но и формирование стенок самой скважины. По функциональным признакам породоразрушающие элементы можно разделить на три вида:

• бур в соответствии с размерами скважины;
• бур по кольцевой окружности грунта;
• бур специального назначения.

В соответствии с типом рабочего грунта буровые головки исполняются из различных твердых материалов: стали и твердых сплавов. В зависимости от мощности струи бурового раствора долота разделяются на струйные и проточные. Цена бурового долота высокая. Это зависит от использования дорогих сплавов, драгоценных камней и новейших технологических разработок.

Плотничные и столярные долота

Этот вид предназначен для производства пазов, гнезд и других углублений в деревянных изделиях. Такие выемки необходимы для надежного соединения деревянных деталей между собой по системе паз-шип с использованием столярного клея или без него. Работа производится только вручную с помощью ударов молотком по рукояти.

Плотницкие долота фото

Внешне ручное долото по дереву очень похоже на стамеску. Однако есть одно принципиальное отличие – стамеска предназначена для тонких чистовых задач и не приемлет грубых ударов. Долото же напротив создано для черновой ударной службы. Хотя в последние годы качественные стамески вполне могут конкурировать по выносливости с долотовыми собратьями, что при меньших размерах и стоимости делает их более востребованными у мастеров.

Видео о том, чем долото отличается от стамески

По форме оснастка по дереву может быть самой разной: плоской с широкой или узкой режущей частью, полукруглой, угловой и др.

Полотна плотницких долот выполняют из высокопрочных сталей, а рукоятки из крепких пород древесины: дуб, граб, береза, клен и т.п. В последнее время, правда, чаще продаются приспособления с полимерными рукоятками, как более прочными, износостойкими и дешевыми. Основные требования к оснастке изложены в ГОСТ 1185-80.

Долота, подходящие для столярных и плотницких работ

Пользоваться столярными долотами не сложно. Для этого размечают границы отверстия, выставляют по линии острый край инструмента и ударяют по рукоятке молотком или киянкой. В зависимости от глубины и размера паза операцию повторяют несколько раз. При необходимости форму отверстия подравнивают острой стамеской.

Схема работы со столярным долотом

Сегодня столярные и плотницкие долота испытывают серьезную конкуренцию со стороны современной цифровой техники. Крупные производства применяют для изготовления в дереве выемок фрезерные и лазерные станки с ЧПУ управлением. Эта технология в разы быстрее и точнее. В малых цехах активно используются ручные электрические фрезеры, которые также повышают производительность. Так что уделом старого доброго ударника с ручкой стали в основном небольшие домашние мастерские и гаражи.

Сталь в инструменте хоть и прочная, но достаточно хрупкая. Поэтому при попадании на гвоздь, саморез или плотный сучек возможно скалывание острого края или появление заусенца на нем. Решается проблема простым затачиванием. Главное сохранить изначальный угол и прямолинейность режущей грани.

Источник