Технология бурения нефтяных и газовых скважин ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Технология бурения нефтяных и газовых скважин ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Твердость горных пород

Абразивность горных пород

Классификация шарошечных долот по назначению

Типы шарошечных долот и области их применения (ГОСТ 20692-75)

Классификация по исполнению шарошек В настоящее время долота типа СТ и ТК не выпускаются.

Классификационная таблица парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот

Пример. Исходные данные

Исходные данные

Первый этап

Итог

По принципу разрушения породы ПРИ подразделяется на 3 группы: -режуще-скалывающего действия – применяется для разбуривания вязких, пластичных и малоабразивных пород небольшой твердости; -дробяще-скалывающего действия – применяется для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких; -истирающе-режущего действия – применяется для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже твердыми.

По назначению ПРИ подразделяется: -для бурения сплошным забоем (без отбора керна) – буровые долота; -для бурения по кольцевому забою (с отбором керна) – бурголовки; -для специальных работ в пробуренной скважине (выравнивание и расширение ствола) и в обсадной колонне (разбуривание цементного камня и т.д.)

По материалу породоразрушающих элементов ПРИ делится на четыре группы: -со стальным вооружением; -с твердосплавным вооружением; -с алмазным вооружением; -с алмазно-твердосплавным вооружением.

* Долота для высокооборотного бурения (частота оборотов долота более 400 в минуту) изготовляют с опорами на подшипниках качения (В). * Долота для низкооборотного бурения (частота оборотов долота 100- 400 в минуту) изготовляют с опорами на подшипниках качения и одном подшипнике скольжения (Н). * Долота для бурения на пониженных частотах (частота оборотов долота не более 100 в минуту) изготовляют с опорами на двух и более подшипниках скольжения и подшипниках качения (А).

Преимущества шарошечных долот по сравнению с лопастными долотами. - Площадь контакта шарошечных долот с забоем значительно меньше, чем у лопастных долот, что значительно повышает эффективность разрушения горных пород, за счет увеличения удельной нагрузки на зубки шарошки. - Шарошки долота перекатываются по забою, в отличие от лезвий лопастного долота, скользящих по нему, в результате износ зубьев значительно меньше износ лезвий. - Вследствии перекатывания шарошек по забою крутящий момент, потребляемый долотом, сравнительно не велик, поэтому опасность заклинивания долота сводится к минимуму.

По материалу вооружения шарошечные долота делятся на два класса: 1 класс – долота с фрезерованным стальным вооружением для бурения малоабразивных пород (М, МС, С, СТ, Т, ТК); 2 класс – долота со вставным твердосплавным вооружением для бурения абразивных пород (МЗ, МСЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К, ОК) По расположению и конструкции промывочных или продувочных каналов шарошечные долота делятся: -с центральной промывкой (Ц); -с боковой гидромониторной промывкой (Г); -с центральной продувкой (П); -с боковой продувкой (ПГ). Перепад давления у долот с центральной промывкой не превышает 0,5-1,5 МПа

В соответствии с ГОСТ 20692–75 шарошечные долота выпускаются 39 различных номинальных диаметров – от 46 до 508 мм. Наибольший объем бурения нефтяных и газовых скважин в Сибири приходится на трехшарошечные долота диаметрами: 190,5; 215,9; 269,9; 295,3 мм.

ШИФРЫ УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДОЛОТ Г – боковая гидромониторная промывка; Ц – центральная промывка; А – опоры шарошек на концевых и периферийном подшипниках скольжения и одном подшипнике качения, Н – опоры шарошек на концевых подшипниках скольжения и двух подшипниках качения; В – опоры шарошек на подшипниках качения; У – конструкция долота с герметизированными маслонаполненными опорами.

Сопла (насадки) для долот марок: а) НД; б) НКВ. Материал, как правило, металлокерамика

Номограмма для определения скорости истечения жидкости из насадок и перепада давления в зависимости от расхода. Цифра на прямых – диаметр и число насадок.

Корпусное долото Д394С: корпус; лапы (приварены); цапфа; 4, 5, 6) подшипники; 7) шарошка

Корпусное долото Д394Г: 8, 9) сопла; 10) каналы в корпусе; 11) присоединительная часть корпуса; 12) резьба

Двухшарошечные двухсекционные долота: а) В112МГ; б) 2В93С; 1) секция герметизированной опоры; 2, 6) боковые и центральное промывочные отверстия; 3, 4, 5 – подшипники шариковый, роликовый и скольжения

ШИФРЫ УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДОЛОТ III 215,9 ТКЗ-ГНУ - трехшарошечное долото диаметром 215,9 мм для бурения твердых абразивных пород с пропластками крепких; боковая гидромониторная промывка; опоры шарошек на концевых подшипниках скольжения и двух подшипниках качения, с герметизацией и смазкой

Схема долота с герметизированной маслонаполненной опорой специальная смазка поступает к подшипникам из эластичного баллона по имеющемуся в лапе и цапфе каналу

Отечественные одношарошечные долота: а) основная модификация; б) с кольцевыми расточками на шарошке; в) с нижней промывкой; г) с коническими зубками; 1 – корпус; 2 - шарошка

Длиннолопастное долото ("рыбий хвост") 1 – головка с присоединительной резьбой; 2 – корпус; 3 – лопасть; 4 – промывочное отверстие; 5 – твердосплавное покрытие; 6 – режущая кромка ЛОПАСТНЫЕ ДОЛОТА относятся к инструменту режущего или режуще-скалывающего действия. Предназначены для бурения в породах мягких и отчасти средней твердости.

Двухлопастное долото: 1) корпус; 2) лопасти; 3) внутренняя резьба; 4) промывочные отверстия; 5) релитовое покрытие; 6) чугунное покрытие

Долото 3ИР: 1) корпус; 2) лопасти; 3) твердосплавные штыри; 4) сопло; 5, 8) байонетная и стопорная шайбы; 6) уплотнительное кольцо; 7) болт Долото 6ИР Отраслевым стандартом ОСТ 26-02-1282 предусмотрено изготовление долот 3ИР диаметром от 190,5 до 269,9 мм. По ОСТ 26-02-1282 предусмотрено изготовление долот 6ИР диаметром от 139,7 до 269,9 мм.

Пикообразные долота Долото типа Р: корпус; лопасть; пластины; твердосплавные штыри

Долота ИСМ (Институт сверхтвердых материалов, Киев) оснащены зубками из сверхтвердого материала «Славутич» Режущие долота ИСМ: а) без сопел; б) с узкими промывочными отверстиями В соответствие с ОСТ 39026 долота выпускаются диаметрами от 91,4 до 391,3 мм

Истирающие долота ИСМ: а) радиальное; б) секторное; «круглые» вставки; «клиновидные» вставки; твердосплавные штыри; проем; 5) гидромониторная насадка; 6) промывочные пазы

Торцевое долото ИСМ – для забуривания дополнительных стволов: 1) вставки из славутича; 2) полый цилиндрический корпус; 3) боковые пазы; 4) радиальные канавки; 5) промывочные каналы

БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ (ГОСТ 21210) используются в составе колонкового набора (колонкового долота). Бурильные головки трех типов: • лопастные • шарошечные • матричные. По принципу работы керноприемные устройства классифицируют (ГОСТ 21949): Р1, Р2 – для роторного бурения со съемным и несъемным керноприемником; Т1, Т2 – для турбинного бурения со съемным и несъемным керноприемником.

Колонковое долото: 1 – бурильная головка 2 – керн 3 – керноприемная труба 4 – корпус колонкового долота 5 – шаровой клапан

Бурильные головки: а) одношарошечная 6ВК190/80С3; б) трехшарошечная