Лабораторна робота №1 вивчення конструктивних особливостей бурових доліт та елементів зносу їх озброєння

МЕТА РОБОТИ: засвоєння конструктивних особливостей, маркування і області застосування лопатевих, алмазних, твердосплавних і шарошкових доліт, а також вивчення озброєння їх породоруйнуючих елементів, кодування їх зносу і ін.

Лопатеві долота

Лопатеві долота значно відрізняються від шарошкових доліт за принципом їхнього впливу на породу, по області їхнього застосування, по конструкції і по асортименті. Вони роблять на вибій переважно ріжучо-сколюючу дію без кочення, ударів і вібрації, характерних для шарошкових доліт. Лопатеве долото врізується в породу за 1 оберт бурильної колони звичайно на більшу глибину, чим шарошкове, і має великий об'ємний контакт із нею без доступу промивального агента, що охолоджує і очищає. При цьому поверхні й елементи, що входять у контакт із породою, можуть змінюватися, як при перекочуванні шарошки, і сильно нагріватися при внаслідок тертя. Дослідження показали, що температура периферійної поверхні лопатевих доліт при бурінні може перевищувати 1300 °С, тоді як поверхневі шари зубів шарошкового долота не розігріваються більш 850 °С. Це приводить до більш інтенсивної втрати діаметра долота, що є головним недоліком лопатевих доліт. Іншим недоліком можна назвати необхідність прикладення до нього великого крутного моменту, який би перевищував момент опору обертанню долота. Найбільша механічна швидкість проходки досягається при використанні лопатевого долота з високообертовими вибійними двигунами.

Недоліком лопатевих доліт є і їхня неефективність при бурінні щільних, твердих і абразивних порід. Їх застосовують для розбурювання м'яких, пластичних і крихких порід. Однак загальні обсяги буріння лопатевими долотами значно менше, ніж шарошковими.

Переваги лопатевих доліт у порівнянні із шарошковими — простота конструкції, відсутність підшипників і інших внутрішніх вузлів і елементів, менша вартість і високі (до декількох сотень і навіть тисяч метрів) проходки за рейс.

Асортимент лопатевих доліт значно менше, ніж шарошечних. По кількості робочих органів – лопат, розглянуті долота розділяються на наступні різновиди: одно-, двох-, трьох-, чотирьох-, шести- і багатолопатеве. До особливих різновидів виділяють еліптичні і стираючо-ріжучі (трьох- і шестилопатеві долота). Долота кожного з цих різновидів можуть бути розподілені (по тим же основним ознакам, що і шарошечні) на типи, модифікації і моделі.

Призначення і конструкції однолопатевих доліт

Долото типу Ц (рис. 1.1) призначено для розбурювання цементних пробок і металевих деталей низу обсадної колони. Воно складається з корпуса, лопати, твердосплавних пластин і твердосплавних штирів. Корпус виготовляється порожнім, округлим, зі сталі марки 40. Він може бути виконаний за одне ціле з лопатою, тобто цільнокованим. Один його кінець представлений ніпельною різьбовою головкою, а інший має два промивних канали, що виходять з осьової порожнини корпуса під визначеним кутом з метою влучення струменів промивної рідини на периферію вибою. Лопата виготовляється у виді клина або піки, що і послужило найменуванню — пікоподібне долото.

Рис. 1.1 Долото типу Ц

На передній або що набігає частині лопати (по напрямку обертання долота) зроблені пази під пластини. Пази на гранях зміщений один до одного з метою повного перекриття пластинами вибою свердловини. Пластини виготовляються з карбіду вольфраму з кобальтом і закріплюються припоєм, у якості якого використовується чавун. Твердосплавні штирі армують верхню, периферійну ділянку грані і вершину сполучення граней. Штирі запресовуются в просвердлені під них гнізда. Проміжки між штирями захищаються зерновим релітом. Долота типу Ц випускаються 32 розмірів в двох модифікаціях: цілокованими і звареними. Обидві модифікації позначаються однаково – ПЦ (пікоподібне для цементних пробок). Кожна модель у залежності від її розміру по діаметрі позначається, наприклад, у такий спосіб: долото ПЦ–98,4.

Долото типу Р призначено для розширення і пророблення стовбура свердловини. Воно відрізняється від долота типу Ц тільки армуванням периферійного ребра на всю його висоту. Армування відбувається шляхом запресовування твердосплавних штирів у заздалегідь просвердлені круглі гнізда. Проміжки між штирями наплавляються релітом. Випускаються долота даного типу під шифром ПР (пікоподібне для розширення свердловини). Позначаються вони, наприклад, ПР-215,9.