Долота для специальных целей

Расширители. Применяются для расширения диаметра скважины при проходке долотами сплошного и колонкового бурения, а также для центрирования бурильного инструмента в процессе бурения.

Расширители классифицируются по форме их рабочих органов (шарошечные, лопастные и др.), по способу крепления рабочих органов (жесткозакрепленные, разборные и раздвижные), по числу этих органов и типу их вооружения.

В настоящее время применяются два вида расширителей: шарошечные и лопастные. Наиболее распространенными являются трех-шарошечные расширители (рис. 3.6).

Кроме трехшарошечных выпускаются четырех- и шестилопастные расширители, одношарошечные пилотные расширители и надцолотные штыревые расширители.

Фрезерные долота. Предназначены для бурения скважин в малоабразивных породах и разбуривания цементных мостов и металла в скважине. Фрезерные твердосплавные спиральные долота выпускаются типа ДФТС (рис. 3.7.). Конструктивная особенность этих долот — расположение твердосплавных пластинок по спирали. Рабочая часть долота сферическая.

Рис. 3.6. Трехшарошечный расширитель (диаметр 394...445 мм):

1 — корпус; 2 — кольцо; 3 — шпонка; 4 — шпилька; 5 — шарошка; б — ось шарошки; 7 — шайба; 8 — рубашка

При бурении долотами типа ДФТС на забое в центре образуется керн диаметром 3...5 мм, который потом разрушается пластинками твердого сплава, закрепленными в стенке центрального канала, и выносится по двум открытым боковым каналам за спирали.

Рис. 3.7. Фрезерное твердосплавное спиральное долото типа ДФТС: 1 — корпус; 2 — ствол; 3 — спиральная лента; 4 — твердосплавные пластинки; 5 — коническая посадка; 6 — втулка; 7 — резиновое уплотнение; 8 — пластинки; 9 — промывочное отверстие; 10 ~ пробка

Долота для реактивно-турбинного способа бурения (РТБ).При работе агрегатами РТБ используются серийные трехшарошечные долота и долота типа ДРБ (рис. 3.8), специально разработанные для РТБ. Характерная особенность вооружения шарошек долот типа ДРБ для РТБ — наличие фрезерованных зубьев или твердосплавных зубьев только на периферийных венцах.

ВНИИБТ разработаны шестишарошечные долота для РТБ: ДРБ12К и ДРБ13К. У долот типа ДРБ наиболее дорогостоящей деталью является корпус, который целесообразно использовать многократно. Поэтому у этих долот сменные приваренные лапы.

Рис. 3.8. Долота для реактивно-турбинного способа бурения диаметром

490 мм типа ДРБ 13К:

/ — корпус; 2 — промывочный канал; 3 — лапа в сборе с шарошкой

Вставные долота для турбинного и роторного бурения без подъема бурильной колонны для смены долота. Сущность способа бурения без подъема бурильной колонны для смены отработанного долота заключается в том, что новое долото спускается, а отработанное поднимается (с помощью каната и специального инструмента — овершота или обратной циркуляции) внутри бурильной колонны.

Для турбинного бурения разработана и выпускается специальная конструкция турбобура с вставным ротором, к которому присоединяется вставное долото. Вставное долото состоит из двух основных узлов: механизма долота и режущих шарошечных комплектов

Осно: 1[39-65]

Контрольные вопросы:

1)Как классифицируются породоразрушающих инструменты по

назначению?

2) Расскажите о лопастных долотах.

3) Каких видов изготавливаются шарошечные долота?

4) Расскажите об алмазных долотах.

5) Из каких основных частей состоят снаряды для колонкового

бурения?

6) Какие существуют долота для специальных целей?

Тема № 4. Бурильная колонна

Лекция № 4. Состав и назначение бурильной колонны. Условия работы бурильной колонны. Бурильные трубы и соединительные муфты. Технологическая оснастка бурильной колонны. Напряжения, возникающие в бурильной колонне.

Назначение и состав бурильной колонны. Бурильная колонна (рис. 4.1) соединяет долото (забойный двигатель и долото) с наземным оборудованием (вертлюгом) и состоит из свинченных друг с другом ведущей трубы 4, бурильных труб 8 и утяжеленных бурильных труб (УБТ) 12 и 13. Верхняя часть бурильной колонны, представленная ведущей трубой 4, присоединяется к вертлюгу / с помощью верхнего переводника ведущей трубы 3 и переводника вертлюга 2. Ведущая труба присоединяется к первой бурильной трубе 8 с помощью нижнего переводника ведущей трубы 5, предохранительного переводника 6 и муфты бурильного замка 7. Бурильные трубы 8 свинчиваются друг с другом бурильными замками, состоящими из муфты 7 бурильного замка и его ниппеля 9, или соединительными муфта-ми 10. Утяжеленные бурильные трубы 12 и 13 свинчиваются друг с другом непосредственно. Верхняя утяжеленная бурильная труба присоединяется к бурильной трубе с помощью переводника 11, а нижняя привинчивается через переводник 14 к долоту (при роторном способе бурения) или к забойному двигателю с долотом. Бурильная колонна предназначена для следующих целей: передачи вращения от ротора к долоту; восприятия реактивного момента забойного двигателя; подвода промывочной жидкости к турбобуру при турбинном бурении, к долоту и забою скважины при всех способах бурения; создания нагрузки на долото; подъема и спуска долота, забойного двигателя; монтажа отдельных секций токопровода при бурении с электробуром; проведения вспомогательных работ (проработка и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и т. д.).

Условия работы бурильной колонны. Условия работы бурильной колонны при роторном способе бурения и при бурении с забойными двигателями различны.

При роторном способе бурения бурильная колонна, передающая вращение от ротора к долоту и нагрузку на долото, испытывает действие ряда сил. Верхняя часть бурильной колонны под действием сил собственного веса и перепада давления в промывочных отверстиях долота находится в растянутом, а нижняя, воспринимающая реакцию забоя, — в сжатом состоянии. Следовательно, в бурильной колонне имеется сечение, в котором отсутствуют осевые растягивающие и сжимающие силы. Выше этого сечения действуют напряжения растяжения, возрастающие к вертлюгу, а ниже него — напряжения сжатия, увеличивающиеся к долоту.

.

Рис.4.1.. Схема бурильной колонны

Передаваемый бурильной колонной вращающий момент приводит к возникновению в ней напряжений кручения, а вращение колонны с определенной частотой порождает центробежные силы и, следовательно, изгибающие напряжения. Первые уменьшаются от вертлюга к долоту, а вторые имеют максимальное значение в нижней части бурильной колонны.

При бурении скважин с забойным двигателем условия работы бурильной колонны значительно отличаются от описанных выше. Бурильная колонна в этом случае не вращается и испытывает в основном в растянутой и сжатой частях колонны соответственно напряжения растяжения и сжатия.

Изгибающие нагрузки, возникающие при потере сжатой частью прямолинейной формы, невелики. Незначителен и реактивный момент забойного двигателя, и поэтому касательные напряжения, действующие на бурильную колонну в направлении к вертлюгу, не достигают опасных значений.

В свете изложенного бурение с забойными двигателями в значительной степени снизило требования к бурильной колонне.