Лопастные долота могут срезать большую стружку породы, но при увеличении твердости пород быстро изнашиваются, - шарошечные долота, наоборот – изнашиваются медленнее, но разрушают породу на меньшую глубину. Для бурения в переходных породах IV и V категории по буримости были разработаны и выпускались дисковые или фрезерные долота, имеющие на усиленных шариковых опорах два, смещённых относительно оси долота диска, с твердосплавными штырями по окружности дисков. Рис.12.
Рис. 12
При вращении долота, диски как лопастные долота, срезают стружку породы с забоя. Но при этом они (за счет смещения осей) поворачиваются вокруг своей оси. Это позволяет использовать в два раза больше вооружения, т.е. в два раза увеличить износостойкость долота. Однако широкого применения эти долота не получили. Слишком малый выигрыш при значительно большей стоимости, например, чем пикобуры.
Алмазные долота
В геологоразведочном бурении обычно применяются алмазные долота только малых диаметров 59 – 76 мм и только для выполнения специальных работ в скважине. В начале, алмазные долота предназначались для замены шарошечных долот при бурении очень твердых пород X – XII категорий по буримости. Однако, при бурении очень твердых пород основное достоинство бескернового бурения перед колонковым - значительно большая проходка за рейс, полностью сводятся на нет. В таких породах, проходка на долото и на коронку, до их полного износа практически одинакова, и бескерновое бурение становится даже дороже и медленнее колонкового (это было подтверждено при производственных испытаниях алмазных долот при участии автора.
Единственно рациональный случай применения алмазных долот в геологоразведочном бурении – это отбуривание интервалов скважины при направленном бурении совместно с забойным гидравлическим двигателем или средствами направленного бурения скользящего типа, когда применять длинные колонковые трубы нельзя.
Алмазы и матрица в алмазных долотах такие же, как и у алмазных коронок, которые будут подробно рассмотрены далее. Особенностью алмазных долот является то, что в центре долота имеется отверстие, которое не только служит для прохода промывочной жидкости, но и делается потому, что в центральной части забоя порода практически не разрушается. Рис.13.
Рис. 13.
При наличии отверстия в долоте, порода в центральной части забоя не разрушается и образует тонкий (8-10 мм.) столбик – «карандашный керн», который входит в установленную над долотом короткую колонковую трубу и там обламывается на мелкие куски.
Долота с резцами из алмазо-твердосплавных пластин – АТП и PDC.
Рис. 14
1.1.5. Шарошечные расширители-калибраторы.
Как бы не были укреплены наружные боковые поверхности шарошек твердосплавными вставками, за счет трения о стенки скважины, особенно в абразивных породах, боковые поверхности долота заметно изнашиваются, диаметр долота и, соответственно, скважины, уменьшается до опасных размеров, и при спуске в скважину нового долота, оно может заклиниться или приходится разбуривать суженный участок. Для исключения сужения скважины, над долотом устанавливается шарошечный расширитель-калибратор, который в случае износа долота следуя за долотом, срезает (сбивает, стирает) слой породы и калибрует (сохраняет) диаметр скважины. Кроме того, расширитель-калибратор увеличивает жесткость забойной компановки, уменьшает возможности искривление скважины и износ бурильных труб. Шарошечный расширитель-калибратор (рис.15) состоит из трубчатого корпуса с тремя эксцентричными поясками, на которых на подшипниках установлены цилиндрические кольцевые шарошки, армированные твердосплавными штырями с полусферическими головками.
Рис.15
За счет эксцентриситета оси шарошек смешены относительно оси расширителя, причем радиусы смешения шарошек расположены под углом 120о. Таким образом, шарошки расширителя равномерно прижаты к стенкам скважины и, обкатываясь по ним, сбивают, стирают лишний слой породы и калибруют скважину.
Изучить тему и ответить на вопросы в личном кабинете
Вопросы по теме
1. Как называется инструмент для бескернового бурения скважин?
2. Из чего состоит долото режущего типа?
3. Чем армируется режущая часть лопастного долота?
4. Для каких пород можно рационально применять долота режущего типа?
5. Из чего состоит шарошечное долото?
6. К какому типу относятся шарошечные долота?
7. Из чего изготавливаются зубья шарошечных долот типа М и МС?
8. Из чего состоит вооружение долот типа К и ОК?
9. Из чего состоит алмазное долото?