Назначение и классификация породоразрушающего инструмента

В строении нефтяных и газовых месторождений принимают уча­стие только осадочные горные породы. Основными физико-меха­ническими свойствами горных пород, влияющими на процесс бу­рения, являются: упругие и пластические свойства, твердость, абразивность и сплошность.

Основной вид деформации, под действием которой породы в процессе бурения разрушаются, — вдавливание. При бурении неф­тяных и газовых скважин основным инструментом, при помощи которого происходит разрушение горной породы на забое и обра­зуется собственно скважина, является долото.

По характеру разрушения породы все буровые долота класси­фицируются следующим образом.

1.Долота режуще-скалывающего действия, разрушающие по­
роду лопастями, наклоненными в сторону вращения долота. Пред­
назначены они для разбуривания мягких пород.

2. Долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие по­
роду зубьями или штырями, расположенными на шарошках, ко­
торые вращаются вокруг своей оси и вокруг оси долота*. При
вращении долота наряду с дробящим действием зубья (штыри)
шарошек, проскальзывая по забою скважины, скалывают (среза­
ют) породу, за счет чего повышается эффективность разрушения
пород. Следует отметить, что выпускаются буровые долота и бу­
рильные головки только дробящего действия. При работе этими
долотами породы разрушаются в результате динамического воз­
действия (ударов) зубьев шарошек по забою скважины. Перечис­
ленные долота и бурильные головки предназначены для разбури­
вания неабразивных и абразивных средней твердости, твердых,
крепких и очень крепких пород.

* Долото с коническими шарошками, внутри которых помещаются их оси, было изобретено Горвардом Юзом в 1909 г. В результате длительного совершен­ствования режущей части, подшипников, проходных отверстий для бурового ра­створа и других элементов создано современное долото дробяще-скалывающего действия.

3. Долота истирающе-режущего действия, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, располагаю­щиеся в торцовой части долота или в кромках лопастей долота. До­лота с алмазными зернами и твердосплавными штырями в торце­вой части применяются для бурения неабразивных пород средней твердости и твердых; долота лопастные армированные алмазными зернами или твердосплавными штырями — для разбуривания пере­межающихся по твердости абразивных и неабразивных пород.

По назначению все буровые долота классифицируются по трем классам:

долота для сплошного бурения, разрушающие породу в одной плоскости или ступенчато;

бурильные головки для колонкового бурения, разрушающие породу по периферии забоя;

долота для специальных целей (зарезные, расширители, фрезе­ры и др.).

Долота для сплошного бурения и бурильные головки для ко­лонкового бурения предназначены для углубления скважины. Вы­пускаются они различных типов, что позволяет подбирать нужное долото. Долота для специальных целей предназначены для работы в пробуренной скважине и в обсадной колонне. Долота независи­мо от их назначения, конструкции и типа нормализованы по диа­метрам (табл. 3.1).

По конструкции промывочных устройств и способу использо­вания гидравлической мощности струи промывочной жидкости

Таблица 3.1

Нормальный ряд долот по диаметрам по ГОСТ 20692 — 75 (изменение № 2, введено с 01.01.82)

Номинальный диаметр долота	Предельное отклонение диаметра, мм	Высота долота*, м
46,0	+ 0,6
59,0	+ 0,6
76,0	+ 0,6
93,0	+ 0,6
97,0	+ 0,6
98,4	+ 0,6
112,0	+ 0,6
118,0	+ 0,6
120,6	+ 0,6
132,0	+ 0,6
139,7	+ 0,6

* Для трехшарошечных долот. Высоты одно- и двухшарошечных долот могут быть увеличены до 20 % от высоты трехшарошечных долот.

Окончание табл. 3.1

Номинальный диаметр долота	Предельное отклонение диаметра, мм	Высота долота, м
146,0	+ 0,8
151,0	+ 0,8
161,0	+ 0,8
165,1	+ 0,8
171,4	+ 0,8
187,3	+ 0,8
190,5	+ 0,8
200,0	+ 0,8
212,7	+ 0,8
215,9	+ 0,8
222,3	+ 0,8
242,9	+ 0,8
244,5	+ 0,8
250,8	+ 0,8
269,9	+ 0,8
295,3	+ 0,8
304,8	+ 0,8
311,1	+ 0,8
320,0	+ 0,8
349,2	+ 0,8
374,6	+ 0,8
393,7	+ 1,6
444,5	+ 1,6
490,0	+ 2,4
508,0	+ 2,4

Рис. 3.1. Промывка забоя скважины: а — у обычных шарошечных долот; б— гидромониторных шарошечных долот

долота делятся на струйные (ги­дромониторные) и проточные (обычные). В гидромониторных долотах струя промывочной жидкости достигает поверхно­сти забоя, что дает возможность использовать гидромониторный эффект для очистки поверхно­сти забоя и частичного разру­шения породы. В проточных (обычных) долотах промывоч­ная жидкость, протекая через промывочные отверстия, омы­вает шарошки (лопасти) и толь­ко частично достигает поверх­ности забоя (рис. 3.1).

Дата добавления: 2015-07-08